Per raggiungere gli obiettivi climatici globali, i trasporti devono passare a veicoli più ecologici, come i treni elettrificati ad alta efficienza energetica. I treni, tuttavia, hanno profili operativi impegnativi, con frequenti accelerazioni e frenate, e devono funzionare in modo affidabile per una lunga durata. Di conseguenza, per l'implementazione sono necessarie applicazioni di trazione ad alta efficienza energetica con alta densità di potenza, affidabilità e qualità.
Infineon risponde a queste esigenze aggiungendo due nuovi prodotti alla sua gamma di moduli di potenza CoolSiC: FF2000UXTR33T2M1 e FF2600UXTR33T2M1. I moduli di potenza utilizzano MOSFET CoolSiC da 3,3 kV di nuova concezione e la tecnologia di interconnessione Infineon .XT. I moduli sono disponibili in un pacchetto XHP 2 e sono stati specificamente progettati per le applicazioni di trazione.
Progettati per applicazioni impegnative come la trazione, questi dispositivi sono stati presentati nel corso di PCIM 2023 a Norimberga, in Germania. "Per una mobilità rispettosa dell'ambiente, la tecnologia ferroviaria richiede soluzioni di semiconduttori innovative progettate specificamente per queste applicazioni", ha dichiarato Peter Wawer, Presidente della Divisione Green Industrial Power di Infineon. "Grazie alle basse perdite di commutazione e alla capacità di consentire frequenze di commutazione più elevate, i nuovi prodotti Infineon in carburo di silicio contribuiscono a rendere i treni più ecologici e silenziosi, caratteristiche estremamente importanti per il traffico ferroviario di domani."
Oltre a un chip in carburo di silicio (SiC) efficiente e robusto, i moduli di potenza per gli azionamenti di trazione richiedono imballaggi che consentano una commutazione rapida, insieme a tecnologie di interconnessione che permettano una lunga durata. I nuovi moduli di potenza Infineon offrono proprio queste caratteristiche: i chip MOSFET CoolSiC con diodi di corpo integrati nel packaging XHP 2 di Infineon consentono di ridurre le perdite di commutazione mantenendo un'elevata affidabilità e densità di potenza.
Il packaging XHP 2 presenta inoltre una bassa induttanza parassita, un design simmetrico e scalabile e un'elevata capacità di trasporto di corrente. Il modulo FF2000UXTR33T2M1 offre una resistenza drain-source-on-state di 2,0 mΩ, mentre il modulo FF2600UXTR33T2M1 presenta una resistenza drain-source-on-state di 2,6 mΩ. Nonostante gli impegnativi profili operativi dei treni, la tecnologia di interconnessione .XT di Infineon migliora le capacità di power cycling.
Rispetto alle soluzioni convenzionali, i moduli di potenza CoolSiC di Infineon consentono di ridurre del 10% il consumo energetico complessivo del motore e del convertitore del treno. Inoltre, gli operatori dei treni beneficiano di un convertitore più compatto e leggero e di un sistema di raffreddamento semplificato. Se da un lato questo contribuisce agli sforzi di decarbonizzazione di Infineon, dei produttori di trazione e degli operatori di servizi ferroviari, dall'altro i cittadini beneficiano di livelli di rumore più bassi quando i treni attraversano un quartiere. Un modulo di potenza XHP 2 basato su SiC di Infineon è stato collaudato in un test congiunto sul campo con i tram condotto da Siemens Mobility e Stadtwerke München (SWM) nel 2022. Il test ha dimostrato che i semiconduttori di potenza basati su SiC riducono significativamente il rumore del motore durante il funzionamento.
