9月（土曜日）27、2025

シュンロンウェイ株式会社

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コンポーネントパワー半導体

SKM100GB125D IGBTモジュール：技術レビューと分析

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SKM100GB125D SEMITRANS 2 IGBTモジュール | 1200V 100A

はじめにと主なハイライト

Semikron SKM100GB125Dは、トレンチゲートIGBTとCAL（Controlled Axial Lifetime）フリーホイールダイオードを統合したSEMITRANS® 2 IGBTモジュールです。高出力スイッチングアプリケーション向けに堅牢で熱効率の高いソリューションを提供します。このコンポーネントは、業界で認められたパッケージに低い導通損失と優れたスイッチング性能を組み合わせ、熱管理を簡素化する絶縁銅ベースプレートを備え、信頼性の高い電力変換の基盤を提供します。

  • 主要な仕様: 1200 V | 100 A | VCE（sat）の (標準) = 2.15 V @ 125 °C
  • 主な利点： 高い短絡能力 (10 µs)、ソフトリカバリ CAL ダイオードによる EMI の低減。

SKM100GB125D の公式データシート (PDF) をダウンロード

SKM100GB125D SEMITRANS 2 IGBTモジュール上面図（部品番号付き）
SKM100GB125D 1200V 100A ハーフブリッジIGBT（端子レイアウト付き）
SKM100GB125D 絶縁銅ベースプレートを示す側面図
SKM100GB125Dの電源端子と制御端子を強調した斜め図

テクニカル分析：設計による効率性と堅牢性

SKM100GB125Dの性能は、その高度な半導体技術に根ざしています。このモジュールは、低いコレクタ・エミッタ間飽和電圧（VCE（sat）の最大定格電流時、接合部温度125℃において、2.15V（標準）の低電圧（V）を実現します。この特性は導通損失の低減に直接つながり、動作中に発生する廃熱量を低減します。この効率は、内蔵のCALフリーホイールダイオードによってさらに向上します。これらのダイオードはソフトリカバリーを実現するよう設計されており、IGBTのターンオフ時の電圧オーバーシュートや振動を最小限に抑える重要な機能です。これにより、電磁干渉（EMI）を低減し、システム全体の信頼性を向上させます。ダイオードの性能に関する詳細は、 ソフトリカバリダイオードとIGBT.

効果的な 熱管理 あらゆるパワーモジュールの長寿命化には、熱抵抗が不可欠です。SKM100GB125Dのデータシートでは、接合部からケースまでの熱抵抗が低いことが規定されています（Rth（jc）IGBTあたり0.24K/Wの熱伝達率（K/W）です。このパラメータは熱流のパイプ幅として視覚化でき、値が低いほどパイプ幅が広くなり、アクティブシリコンから熱がより容易に逃げることができます。モジュールの絶縁された銅ベースプレートへのこの効率的な熱伝達経路により、設計者は動作時の接合部温度を低く維持でき、モジュールのパワーサイクル性能を向上させ、要求の厳しい産業環境における耐用年数を延ばすことができます。

最適化されたアプリケーションシナリオ

この IGBT モジュールは、電気的特性と熱的特性がバランスよく備わっているため、さまざまな電力変換システムに最適です。

  • ACモータードライブ: モジュールの 10 µs の短絡耐性時間は、可変周波数ドライブ (VFD) で一般的な障害状態に対する重要な保護を提供します。
  • 無停電電源装置 (UPS): 伝導損失とスイッチング損失が低いため、常時オンの UPS アプリケーションにとって重要な指標である全体的なシステム効率が向上します。
  • 溶接電源: ハーフブリッジ トポロジの堅牢な電流処理機能と高速スイッチング機能は、現代の溶接装置の高周波パルス電力の要求に最適です。
  • 太陽光発電インバーター: 効率的なエネルギー変換が最も重要です。低いVCE（sat）の 発電された太陽光発電のより多くの電力が送電網に供給されるようになります。

このモジュールは、耐久性、効率性、信頼性に優れた 1200V ハーフブリッジ電源ステージを必要とするシステムに最適です。

主な仕様パラメータ

シンボル 値 の賃貸条件
絶対最大定格（IGBTあたり）
コレクタ・エミッタ電圧 VCES 1200 V Tj = 25°C
連続コレクタ電流 IC 100 A T場合 = 80°C
ゲート-エミッタ間電圧 VGES ±20V
電気的特性（IGBTあたり@Tj = 125 °C)
コレクタ・エミッタ飽和電圧 VCE（sat）の 2.15V（標準） IC = 100A、VGE = 15 V
短絡耐性時間 tsc 10μs VCC = 600 V、VGE ≤15V
熱的および機械的特性
熱抵抗（ジャンクション-ケース間） Rth（jc） 0.24 K / W IGBTあたり
動作ジャンクション温度 Tj、op -40〜+ 150°C

エンジニアのFAQ

SKM100GB125D における主な熱管理上の考慮事項は何ですか?
主な考慮事項は、モジュールのベースプレートからヒートシンクまでの効率的な熱経路を確保することです。これには、指定された熱抵抗値（Rth（jc） 必要なヒートシンク性能を計算するには、IGBTあたり0.24 K/W（IGBTあたり）を使用します。接触抵抗を最小限に抑えるには、サーマルグリースを均一に塗布し、規定の取り付けトルク5 Nmを守るなど、適切な取り付け手順が不可欠です。

CAL フリーホイール ダイオードはシステム設計をどのように改善しますか?
CALダイオードは「ソフト」リカバリ特性を備えています。これは、導通状態から遮断状態への遷移がよりスムーズになることを意味し、電圧スパイクと高周波リンギングを大幅に低減します。設計エンジニアにとっては、EMIの低減、IGBTへの電圧ストレスの軽減、そして潜在的に小型化と簡素化につながります。 スナバ回路 のあるサウンドを提供します。

このモジュールの分離されたベースプレートの機能は何ですか?
モジュールは絶縁された銅ベースプレート上に構築されており、この設計により2500V（Vイゾラ通電端子と取り付け面（ヒートシンク）の間には、2000Åの電気絶縁が施されています。これにより、追加の絶縁層を必要とせずにモジュールを接地されたヒートシンクに直接取り付けることができるため、システム組み立てが簡素化され、熱伝達も向上します。

このモジュールは、高電流アプリケーションに並列で使用できますか?
はい、しかしIGBTモジュールを並列接続する場合は、慎重な設計上の考慮が必要です。データシートには、Vの正の温度係数を示す特性曲線が記載されています。CE（sat）の並列デバイス間の電流共有を促進するのに役立ちます。ただし、設計者は電源バスバーと ゲートドライブ 浮遊インダクタンスを最小限に抑え、バランスのとれた動的スイッチング動作を保証する回路。

高性能電力変換を強化

セミクロンSKM100GB125Dモジュールは、低い導通損失、堅牢な短絡保護、そして制御されたスイッチング動作をバランスよく組み合わせることで、信頼性と効率性に優れたビルディングブロックを提供します。実績のあるSEMITRANS 2パッケージと優れた内部コンポーネントにより、エンジニアは幅広い産業用途向けに、コンパクトで耐久性の高い電源システムを開発できます。