三菱电机推出两款新型XB系列高压IGBT模块
三菱电机集团于2025年12月2日宣布，计划于12月9日正式推出两款4.5kV/1200A XB系列高压IGBT模块，涵盖标准绝缘（6.0kVrms）封装与高绝缘（10.0kVrms）封装两种版本。这两款模块专为轨道交通车辆等大型工业设备开发，具备卓越的抗湿性能，有助于提升变流器在复杂环境中的效率与可靠性。
作为功率半导体领域的重要产品，XB系列模块将在2026年1月21日至23日于东京举行的第40届日本国际电子科技博览会上首次亮相。此外，三菱电机还计划在北美、欧洲、中国、印度等多个地区展示该产品。
应对严苛环境，提升系统稳定性
随着全球脱碳趋势的推进，功率半导体在能源转换系统中的应用日益广泛，尤其是在轨道交通牵引系统、直流输电和电源设备等关键领域。在湿度和温度波动较大的环境中，确保功率模块的长期稳定性成为设计重点。
通常，功率半导体芯片分为实现能量转换的有源区和维持电压稳定性的终端区。高湿环境下，终端区需设计得更大以防止耐压性能下降，但这会压缩有源区面积，从而影响功率输出与效率。因此，如何在高功率、低损耗与抗湿性之间取得平衡，是行业长期面临的技术挑战。
创新技术实现性能跃升
此次发布的XB系列模块，采用了三菱电机独有的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）技术。通过在芯片终端区域引入新型电场弛豫结构和表面电荷控制技术，终端区域面积缩小了约30%，同时抗湿性提升了20倍。
与现有产品相比，新模块的总开关损耗降低了约5%，二极管反向恢复安全工作区（RRSOA）扩大了2.5倍。这一进展标志着三菱电机在功率器件性能优化方面迈出了关键一步。
增强变流器性能与系统可靠性
- 改进后的终端结构与电荷控制机制显著提升了抗湿能力，有助于变流器在高湿度环境下稳定运行。
- 集成的RFC二极管与CSTBT结构，有效降低开关损耗，提高系统效率。
- RFC二极管优化了反向恢复特性，提升了二极管在开关过程中的鲁棒性，从而增强变流器的可靠性。
封装兼容性设计，简化系统升级
- 新模块在物理尺寸上与现有产品保持一致，支持直接替换，有助于缩短新设备的开发周期。
XB系列作为三菱电机功率器件产品线的重要组成部分，将进一步拓展其在工业自动化与能源转换领域的应用。
欲了解更多信息，请访问三菱电机官网：https://www.mitsubishielectric.com/semiconductors/powerdevices/
技术注释
- 1. Proprietary IGBT structure utilizing the carrier storage effect. 采用载流子存储效应的专有IGBT结构。
- 2. Proprietary structure with optimally arranged p-type semiconductor regions that gradually widen the spacing. 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。
- 3. Proprietary structure where the semi-insulating film is in direct contact with the semiconductor region, ensuring stable charge dissipation. 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。
- 4. Results of the condensation resistance verification test for XB Series and existing H-Series products with a voltage rating of 3.3kV (Termination design is identical at 3.3kV and 4.5kV). 3.3kV等级XB系列与现有H系列产品的凝结阻力验证测试结果(3.3kV and 4.5kV产品终端设计一致)。
- 5. Comparison with legacy CM1200HC-90R in terms of Eon + Eoff + Erec at Tj=125°C, VCC=2800V, and IC=1200A. 在Tj=125°C、VCC=2800V、IC=1200A条件下，现有型号CM1200HC-90R与新产品在Eon+Eoff+Erec指标上的对比。
- 6. Comparison with legacy CM1200HC-90R in terms of Prr, which is the product of VCE and Irr in the RRSOA. 现有型号CM1200HC-90R与新产品在RRSOA区域内VCE与Irr乘积Prr指标上的对比。
- 7. Temporary reverse current that occurs when switching a diode from forward to reverse direction. 二极管从正向切换至反向时产生的暂态反向电流。
- 8. Reverse voltage applied to a diode. 施加于二极管的反向电压。
- 9. Comparison with legacy H-Series 4.5kV/900A products and R-Series 4.5kV/1200A products. 与现有H系列4.5kV/900A产品及R系列4.5kV/1200A产品的对比。