Jednym z najbardziej rozpoznawalnych producentów w tej dziedzinie jest Semikron Danfoss (dawniej Semikron) - marka, która od dekad wyznacza standardy w konstrukcji elektroizolowanych modułów diodowych i tyrystorowych, mostków prostowniczych, modułów tranzystorów IGBT i MOSFET oraz inteligentnych modułów mocy IPM.
W Polsce produkty i rozwiązania Semikron są dostępne od wielu lat w ofercie ELTRON, który oferuje wsparcie techniczne i doradcze w zakresie doboru i wdrażania komponentów mocy.

Półprzewodnikowe moduły mocy - fundament systemów energoelektronicznych

Moduły mocy stanowią podstawowy blok w układach przetwarzania energii. Zawierają w zależności od dedykowanej aplikacji zestawy tranzystorów IGBT lub MOSFET, mostki prostownicze lub układy diodowe i tyrystorowe, zamknięte w hermetycznej, elektroizolowanej obudowie o zoptymalizowanym rozpraszaniu ciepła.

Ich zadaniem jest szybkie i efektywne przełączanie dużych prądów i napięć - w sposób, który minimalizuje straty mocy i zapewnia stabilną oraz niezawodną pracę układu.

Typowe obszary zastosowań modułów Semikron to:

• falowniki napędowe i przemienniki częstotliwości,
• systemy OZE (falowniki PV, przetwornice dla turbin wiatrowych),
• zasilacze UPS i systemy awaryjne,
• układy ładowania i zasilania pojazdów elektrycznych,
• sterowniki serwonapędów i automatyka przemysłowa.

Rodzaje i topologie modułów mocy Semikron

Semikron oferuje szeroką gamę modułów mocy, zaprojektowanych z myślą o zastosowaniu w różnych aplikacjach, od kompaktowych napędów po systemy dużej mocy.

Moduły diodowe, tyrystorowe i moduły mieszane diodowo-tyrystorowe

W układach prostowniczych i zasilaczach dużej mocy stosuje się moduły SKKT, SKKD lub SKKH szerokim zakresie nominalnych prądów i napięć 25-570A / 600-2200V oraz specjalistyczne moduły np. SKKQ 1500/18

Ich konstrukcja umożliwia efektywne odprowadzanie ciepła w jednym kierunku, a solidna izolacja galwaniczna (do 3600 V) zapewnia wysoką odporność na przebicia i przepięcia.

Mostki prostownicze jedno- i  trójfazowe

To najbardziej uniwersalne rozwiązania, stosowane w falownikach i przetwornicach DC/AC. Umożliwiają sterowanie kierunkiem przepływu energii oraz precyzyjną regulację napięcia wyjściowego. Dzięki konstrukcji i umieszczeniu układu mostkowego w hermetycznej, elektroizolowanej obudowie uzyskano o optymalne rozpraszanie ciepła wygenerowanego przez pracujący układ.

Tranzystory IGBT i MOSFET

Tranzystory IGBT charakteryzują się wysoką zdolnością przenoszenia mocy przy niskich niskich straty przewodzenia dla  wysokich napięciach. Semikron specjalizuje się w modułach IGBT średniej i dużej mocy, często zintegrowanych z diodami.

Popularne serie to SEMITRANS, SEMiX ,SKiM, MiniSKiiP, dedykowane do użycia w dla napędach, falownikach i zasilaczach dużej mocy.

Tranzystory MOSFET charakteryzują się bardzo wysokimi częstotliwościami przełączania, prze co dedykowane są do aplikacji wymagających wysokiej sprawności m.in. do przetwornic DC/DC, zasilaczy impulsowych czy systemów bateryjnych.

Popularne serie SEMITOP® MOSFET i MiniSKiiP® MOSFET.

Inteligentne moduły mocy IPM

Zintegrowane rozwiązania zawierające układy tranzystorów i diod dedykowane dla falowników trójfazowych. Dzięki swojej konstrukcji minimalizują miejsce zajmowane w układzie, ale przede wszystkim liczbę połączeń, redukują indukcyjność obwodu i zwiększają niezawodność całego systemu.

Popularna seria to SKiiP 4, które oferują zakres prądów od kilkudziesięciu do 3600 A.

Zaawansowana technologia i konstrukcja

Semikron od lat inwestuje w rozwój materiałów półprzewodnikowych oraz technologii montażu modułów mocy. W swoich rozwiązaniach stosuje m.in.:

• technologię sinteringu (spiekania srebra), zapewniającą znacznie lepsze przewodnictwo cieplne niż tradycyjne połączenia lutowane,
• nowoczesne systemy DBC (Direct Bonded Copper), gwarantujące niską rezystancję cieplną i wysoką stabilność mechaniczną,
• zintegrowane czujniki temperatury NTC do bieżącego monitorowania pracy modułu.

Dzięki temu moduły Semikron charakteryzują się wysoką gęstością mocy, niskimi stratami przełączania oraz długą żywotnością, co ma kluczowe znaczenie w aplikacjach pracujących w trudnych warunkach przemysłowych oraz energetycznych.

Aspekty projektowe i chłodzenie

Wybór odpowiedniego modułu mocy to jedno - równie ważna jest jego prawidłowa integracja z układem chłodzenia. Semikron oferuje szeroką gamę radiatorów, płytek chłodzących oraz past termoprzewodzących, które umożliwiają utrzymanie temperatury złącza tranzystora (Tj) w bezpiecznym zakresie.

ELTRON wspiera projektantów w doborze tych elementów, pomagając w analizie termicznej oraz w konfiguracji systemów sterowania bramkami IGBT.

Zalety rozwiązań Semikron Polska

• wysoka niezawodność i trwałość - dzięki spiekanym połączeniom i zoptymalizowanemu chłodzeniu,
• modularność - możliwość łączenia modułów w wielomodułowe systemy mocy,
• elastyczność projektowa - bogata oferta topologii, napięć (600–2200 V) i prądów (do 1400 A),
• łatwa integracja z układami sterowania (kompatybilność z driverami bramek),
• dostępność komponentów oraz wsparcie lokalne ELTRON - skrócenie czasu projektowania i uruchomienia prototypu.

ELTRON - partner w dostarczaniu rozwiązań i produktów układów mocy

Dzięki wieloletniej współpracy z Semikron, firma ELTRON wspiera inżynierów i integratorów systemów w Polsce na każdym etapie realizacji projektu: od doboru odpowiednich modułów, poprzez analizę strat cieplnych, aż po optymalizację montażu.

W ofercie ELTRON znajdują się nie tylko półprzewodnikowe moduły mocy, ale także radiatory, sterowniki bramek, pasty termiczne, bezpieczniki półprzewodnikowe oraz osprzęt montażowy, co pozwala na tworzenie kompletnych rozwiązań energoelektronicznych.

Podsumowanie

Półprzewodnikowe moduły mocy Semikron stanowią fundament niezawodnych systemów energoelektroniki - od przemysłowych falowników po nowoczesne systemy ładowania pojazdów elektrycznych. Ich zaawansowana konstrukcja, wysoka sprawność oraz możliwość integracji z inteligentnymi systemami sterowania czynią je kluczowym elementem nowoczesnych projektów.

Z pomocą ELTRON inżynierowie mogą w pełni wykorzystać potencjał technologii Semikron, tworząc systemy o wysokiej efektywności energetycznej, stabilności i bezpieczeństwie pracy.