三菱电机开始提供XB系列HVIGBT模块样品

 
XB系列HVIGBT模块（3.3kV/1500A型）

三菱电机集团近日（2025年4月8日）宣布，将于5月1日开始供应其新型XB系列高压绝缘栅双极型晶体管（HVIGBT）模块的样品。该模块是一款3.3kV/1500A的大容量功率半导体，专为轨道交通车辆等大型工业设备设计。通过采用专有的二极管和IGBT元件，以及独特的芯片终端结构，该模块的抗湿性得到显著提升，有助于提高在多样化环境中运行的大型工业设备逆变器的效率和可靠性。三菱电机将在PCIM Expo&Conference 2025（5月6-8日，德国纽伦堡）展出这款XB系列HVIGBT模块。

能实现高效电能转换的功率半导体正日益广泛应用于脱碳领域。用于大型工业设备的功率半导体模块主要应用于电力相关系统的电能转换装置，包括轨道交通牵引系统、电源设备和直流输电等领域。为提升电能转换效率以实现脱碳目标，市场对大型工业设备用功率半导体模块提出了更高功率和更高效率的要求。此类模块还需具备优异的抗湿性能，以确保在温湿度变化剧烈的严苛环境（包括户外应用场景）中稳定运行。功率半导体芯片可分为实现电能转换与输出的有源区（active region）和稳定电压的终端区（termination region）。在高湿度环境下，需要更宽的终端区结构来防止因潮湿导致的耐电压性能劣化。然而，这带来了一个技术矛盾：扩大终端区会导致有源区变窄，使得功率半导体芯片难以同时实现高功率、低损耗性能与抗湿性能的平衡。

新型3.3kV/1500A XB系列HVIGBT模块采用了三菱电机专有的RFC（Relaxed Field of Cathode）二极管和载流子存储式沟槽栅双极型晶体管（CSTBT¹）结构的IGBT元件。特别值得一提的是，该模块的总开关损耗较前代产品降低了约15%²，有助于提高逆变器的效率。同时，其反向恢复安全工作区（RRSOA）容限较前代产品扩大了约25%³，进一步增强了逆变器的可靠性。

此外，通过在芯片终端区域采用新型电场弛豫结构⁴和表面电荷控制结构⁵，三菱电机成功将终端区域面积缩小约30%，同时使产品抗湿性达到现有产品的约20倍⁶，有助于提升高湿度环境下逆变器的运行稳定性。通过进一步提高各类环境下大型工业设备逆变器的效率和可靠性，该模块有望为碳中和目标的实现做出贡献。

产 品 特 点

主要规格

网站

有关功率器件的更多信息，请访问www.MitsubishiElectric.com/semiconductors/powerdevices/

1 采用载流子存储效应的专有IGBT结构；CSTBT是三菱电机株式会社的商标

2 在T_j=150℃、V_CC=1800V、I_C=1500A条件下，现有型号CM1500HC-66R与新产品在Eon+Eoff+Erec指标上的对比

3 现有型号CM1500HC-66R与新产品在RRSOA区域内V_CE与Irr乘积Prr指标上的对比

4 采用具有优化布局的p型半导体区域且间距逐渐扩大的专有结构

5 采用半绝缘膜与半导体区域直接接触的专有结构，确保电荷稳定耗散

6 XB系列与现有H系列产品的凝结阻力验证测试结果（额定电压3.3kV/额定电流1200A条件下）

7 二极管从正向切换至反向时产生的暂时反向电流

8 施加于二极管的反向电压

9 与现有H系列3.3kV/1200A产品及R系列3.3kV/1500A产品的对比