三菱電機、パワー半導体「HVIGBTモジュールS1シリーズ」2製品を発売へ

三菱電機は12月23日、鉄道車両・直流送電などの大型産業機器向け耐電圧1.7kVパワー半導体モジュールの新製品として、「HVIGBTモジュールS1シリーズ」の2製品を12月26日より発売することを発表した。

三菱電機が発売する「HVIGBTモジュールS1シリーズ」(出所:三菱電機)

独自技術を結集したIGBTで高信頼性・高効率化を実現

カーボンニュートラル化に貢献するキーデバイスとして、電力を効率よく変換するパワー半導体に対する需要が拡大している。なかでも大型産業機器向けのパワー半導体モジュールは、鉄道車両の駆動システムや電源装置、直流送電などの電力関連システムにおけるインバータなどの電力変換機器に使用されている。しかし脱炭素社会の実現に向け、さらなる電力変換効率の向上に貢献する高出力・高効率な製品が求められているとのこと。加えて、製品に対する高い信頼性や、インバータ内部のショートおよび漏電の発生リスクを低減し安全性を確保するため、パワー半導体モジュールにおいては絶縁耐電圧の高さが重要となっている。

1997年に耐電圧1.7kVのパワー半導体「HVIGBTモジュール」を発売した三菱電機は、性能および信頼性の向上を続け、同製品は主に鉄道車両の駆動システム、電力関連システム、大型産業機械などのインバータに採用が広がっているという。

そして同社が今回発売するS1シリーズは、カソード側の電子移動度を最適化した同社独自のRFCダイオードを搭載することで、RRSOA耐量(逆回復時安全動作領域における耐量)を従来製品比で2.2倍に拡大し、インバータの信頼性向上に貢献。またそれに加え、同じく同社独自の「CSTBT構造」を採用したIGBT素子の搭載により、電力損失および熱抵抗を低減させ、インバータの高効率化にも寄与するとしている。

さらに三菱電機は、独自の絶縁構造の採用により、絶縁耐電圧を従来製品比で1.5倍となる6.0kVrmsに向上させたといい、インバータ内部の絶縁に関する設計の自由度を拡大させ、さまざまなインバータに幅広く対応できるようになったとのこと。加えて、従来製品と外形サイズが同一であるため、置き換えが容易となりインバータ開発期間の短縮に寄与するとした。