三菱电机推出两款新型4.5kV/1200A XB系列HVIGBT模块
2025年12月2日，三菱电机宣布将于12月9日发布两款新型4.5kV/1200A XB系列高压IGBT模块。这两款模块分别采用标准绝缘（6.0kVrms）和高绝缘（10.0kVrms）封装形式。
该系列产品专为轨道交通车辆及其他大型工业系统设计，具备优异的抗湿性能，有助于提高在复杂环境条件下运行的工业变流器系统的效率与稳定性。三菱电机计划在2026年1月21日至23日于东京举办的第40届日本国际电子科技博览会上展示这款产品，并计划在北美、欧洲、中国、印度等其他地区同步进行推广。
近年来，随着脱碳技术的推进，高效电能转换的功率半导体应用日益广泛。在轨道交通牵引系统、电源设备及直流输电等大型工业系统中，功率半导体模块扮演着关键角色。在温湿度波动较大的环境中，如户外场所，功率模块必须具备良好的抗湿性，以确保系统稳定运行。
功率半导体芯片通常由实现电能转换的有源区与稳定电压的终端区构成。在高湿度环境下，为防止因湿气导致的电压性能下降，需扩大终端区结构。然而，终端区的扩展会压缩有源区空间，从而限制模块在高功率与低损耗之间的性能平衡。
为解决这一问题，新型XB系列模块采用了三菱电机的RFC（Relaxed Field of Cathode）二极管与载流子存储式沟槽栅双极型晶体管（CSTBT）结构。
通过在芯片终端区域引入新型电场弛豫结构及表面电荷控制技术，新款模块成功将终端区面积缩小约30%，同时抗湿性能提升了20倍。此外，与前代产品相比，新款模块的总开关损耗降低了约5%，二极管的反向恢复安全工作区（RRSOA）扩大了2.5倍。
提升抗湿性能，增强变流器运行稳定性
- 新款模块在芯片终端区域采用了电场弛豫结构与表面电荷控制技术，有效减小终端区域面积，显著提升抗湿能力，确保变流器在高湿度环境下稳定运行。
内置优化功率芯片，推动更高效和可靠的变流器设计
- RFC二极管与CSTBT结构的IGBT组合有效降低了总开关损耗，提升系统整体能效。
- 新型RFC二极管进一步扩展了反向恢复安全工作区（RRSOA），有效防止在开关过程中因反向恢复电流与反向恢复电压对二极管造成损坏，从而增强系统可靠性。
兼容现有封装设计，简化变流器开发流程
- 新模块保持与现有产品相同的尺寸，便于直接替换，有利于缩短新系统的开发周期。
XB系列产品线
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技术术语说明
- 1：采用载流子存储效应的专有IGBT结构。
- 2：具有优化布局的p型半导体区域并逐渐扩大的间距设计。
- 3：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。
- 4：基于3.3kV等级XB系列与H系列产品凝结阻力测试结果（终端设计一致）。
- 5：在Tj=125°C、VCC=2800V、IC=1200A条件下，与CM1200HC-90R在Eon + Eoff + Erec方面的对比。
- 6：与CM1200HC-90R在RRSOA区域中Prr（VCE与Irr乘积）的对比。
- 7：二极管从正向切换至反向时产生的暂态反向电流。
- 8：施加于二极管的反向电压。
- 9：与H系列4.5kV/900A及R系列4.5kV/1200A产品的对比。