功率半導體器件作為機器人驅動應用的核心零部件，其發展動態一直以來都是業界關注的焦點。而作為現代功率半導體器件的開拓者，三菱電機更是始終把向市場提供高精尖的可靠產品當作己任，努力用尖端技術滿足并引領市場新需求。
據悉，未來機器人伺服驅動器技術將會朝著兩大趨勢發展——多軸伺服驅動方案和高功率密度設計。這也就意味著，市場將需要更多功能、更低損耗、更緊湊外觀以及集成化程度更高的功率模塊。
為此，三菱電機針對伺服驅動器不同功率段的需求，推出三種功率模塊解決方案：CIB-IGBT方案、IPM方案和DIPIPM?/DIPIPM+?方案。
三菱電機推出的第7代IGBT之CIB解決方案具有一體化封裝（SLC）的特點，具有超低的雜散電感和出色的熱循環壽命。其采用單一襯底，減少綁定線；銅片厚度增加，優化了走線寬度；采用DP樹脂，減少對綁定線和硅片間的機械應力；去掉了焊接層，去掉了熱循環薄弱點。
在IPM解決方案上，三菱電機于1986年最先將IPM實現產品化。“IPM并非簡單地把IGBT和控制電路放在一個模塊中，而是根據系統要求設計IPM使用的IGBT硅片，以及能夠在最佳的狀態下驅動，保護IGBT的專用IC，還要考慮耐噪聲和浪涌電壓，并融合高集成度的封裝技術。” 三菱電機半導體大中國區技術總監宋高升先生指出。
目前，三菱電機半導體已經推出了基于第7代IGBT芯片技術的IPM模塊，該模塊內部集成驅動IC，調整驅動電流以改變不同電流下的dv/dt，易于系統EMI設計；配合優化的驅動IC，辨識故障類型，方便系統設計和調試；采用SLC封裝技術，并優化模塊的封裝材料，以提升模塊壽命和可靠性。
“第7代IPM，其損耗低、EMI噪聲低、故障信號可辨識、熱循環壽命長，尤其適合高端多軸機器 人的伺服驅動。”宋總監總結說。
其中，G1系列與G系列IPM封裝尺寸兼容，內置損耗更低的第7代IGBT/FWD芯片，采用全新封裝技術，可靠性更好；此外，全新驅動電路進一步降低了損耗和EMI噪聲，G1系列的控制端子與G／L1系列兼容，可使用相同接口電路，主要功能是驅動電路和保護電路。
在封裝技術上，第7代IPM 的G1系列的封裝更薄更緊湊，體積減少了18——31%；A型封裝更加適用于靈活布局的應用場景，比如G1系列可提供兩種端子供選擇。
為了適應變頻市場的應用需求（高可靠性／低成本／小型化等）三菱開發了一系列的DIPIPMTM產品，它是一種雙列直插型封裝的IPM，其內置了HVIC，使其外圍電路變得更加簡單而節約成本，現已廣泛應用于包括家電、小型變頻器、工業伺服等產品中。
可以說，三菱電機半導體是壓鑄模封裝IPM產品的先鋒，針對不同的應用，三菱電機不斷優化功率硅片，擁有最寬的產品線，在IPM上積累了豐富的經驗，其產品在保持高性價比的同時，具有高可靠性和低故障率的保證。
10月29日，三菱電機開始發售搭載全新開發的低噪音的第7代IGBT芯片，同時實現低噪音和低功耗的全新系列“第7代超小型DIPIPMTM，該產品作為變頻家電及工業馬達驅動功率半導體模塊的全新系列產品，有助于實現低噪音化和節能化。
新產品具有四個特點：1、搭載第7代CSTBT，通過同時實現低噪音和低功耗，支持廣泛的應用，2、通過提高上限保證溫，提高了逆變器的設計自由度；3、擴大超小型封裝的額定電流至40A；4、確保與以往產品間的pin-to-pin兼容。
SiC功率模塊憑借耐高溫、低功耗和高可靠性的特點可以拓展更多應用領域，目前已經成為各企業爭相布局的下一個制高點。
三菱電機超小型Full SiC DIPIPM??使用SiC MOSFET實現低導通壓降和二極管正向壓降，使用SiC MOSFET子身體二極管作為FWDi，減低反向恢復電流和噪聲；可與超小型DIPIPM??使用相同的PCB。
宋總監最后總結，DIPIPM?家族的五大系列（SLIMDIP/超小型DIPIPM/小型DIPIPM/大型DIPIPM/DIPIPM+），為小功率機器人伺服驅動提供了豐富的智能功率模塊解決方案。第7代超小型DIPIPM?，最大額定電流創造新的記錄(40A)，更低噪聲，耐更高結溫(Tj)和殼溫(Tc)。
“Full-SiC IPM, DIPIPM? ，必將期待進一步提升伺服驅動器的功率密度。”
自1921年以來，圍繞著變頻家電、工業、新能源、軌道牽引、電動汽車五大應用領域，以產品研發與技術創新為初心，三菱電機持續地推出一代又一代性能更優、性價比更高的產品。如今，三菱電機研發推出的DIPIPM??已成為變頻家電領域不可或缺重要組成部分，而且其高速機車用HVIGBT模塊也早已成為行業認可的標準品。
作為現代功率半導體器件的開拓者，三菱電機以持續不斷地創新精神為驅動力，通過技術賦能，用產品說話。在改善生產效率、提供高品質產品以及滿足環境發展需求的目標下，三菱電機還將繼續不斷以精雕細琢的產品匹配中國工業自動化轉型升級的發展需求。
轉載自《高工機器人》
