Mitsubishi Electric y Semikron Danfoss desarrollan un nuevo módulo de potencia

Mitsubishi Electric Corporation y Semikron Danfoss Elektronik GmbH & Co. KG han formalizado una alianza industrial para desarrollar de forma conjunta un nuevo encapsulado estándar para módulos de semiconductores de potencia con circuitos integrados de 3 niveles. Al combinar sus respectivas competencias de ingeniería en la fabricación de electrónica de potencia, ambas empresas se proponen optimizar las cadenas de valor de producción y acelerar la adopción de tecnologías de conversión energéticamente eficientes. El objetivo principal de esta colaboración estratégica es establecer una disposición física estandarizada que permita a los fabricantes de equipos originales unificar sus diseños de inversores en equipos de accionamiento industrial y sistemas de energía renovable.

Arquitectura del sistema y optimización de la disposición de terminales
El encapsulado estandarizado fusiona elementos de diseño de dos plataformas existentes: el encapsulado de alta potencia tipo LV100 de Mitsubishi Electric y la arquitectura SEMITRANS20 de Semikron Danfoss. La solución técnica funciona incorporando una topología de circuito tipo T de 3 niveles directamente en una carcasa de módulo unificada. Esta topología controla la tensión de corriente continua utilizando tres niveles de potencial distintos en lugar de dos, lo que produce una forma de onda de tensión de salida que se aproxima estrechamente a una onda senoidal pura.

A nivel de sistema, las responsabilidades se dividen a partes iguales entre los socios; ambas entidades desarrollaron conjuntamente el marco de estandarización física, pero fabricarán y comercializarán de forma independiente sus propios chips semiconductores patentados dentro de la carcasa compatible. El diseño presenta una disposición optimizada de los terminales de los electrodos principales y de los terminales de control auxiliares, estructurada explícitamente para operaciones de 3 niveles. Al estandarizar la huella física, las configuraciones de patillaje y las interfaces eléctricas, la plataforma garantiza la compatibilidad entre fabricantes, proporcionando a los consumidores industriales la seguridad de un suministro de doble fuente.

Mejoras de eficiencia y casos de uso industrial
El despliegue de este encapsulado multinivel integrado se dirige directamente a sistemas de accionamiento industrial de alto rendimiento, inversores solares a escala de red y convertidores de energía eólica. Las arquitecturas de inversores tradicionales dependen en gran medida de los circuitos convencionales de 2 niveles, que introducen una mayor distorsión armónica y elevadas pérdidas de conmutación a altas frecuencias de funcionamiento.

Mediante la utilización del nuevo encapsulado estándar de 3 niveles, los sistemas logran mejoras significativas en la eficiencia de la conversión de potencia. La topología especializada reduce el estrés por escalón de tensión (Delta V) que experimentan los interruptores semiconductores internos durante las transiciones de estado, lo que disminuye las pérdidas totales de energía de conmutación. Además, una forma de onda de salida más limpia minimiza la distorsión armónica, lo que permite a los equipos de ingeniería reducir el tamaño de los componentes de filtrado periféricos asociados, tales como inductores y condensadores. Este mecanismo técnico da lugar a diseños de inversores altamente compactos, mejora la estabilidad del proceso y reduce los costes estructurales de fabricación.

El concepto de encapsulado subyacente se exhibió en la exposición y conferencia Power Conversion Intelligent Motion (PCIM) Europe en Núremberg, Alemania, del 9 al 11 de junio de 2026. Esta exhibición validó la aplicación en el mundo real de la disposición unificada de terminales y destacó cómo las dimensiones estandarizadas pueden simplificar el soporte técnico internacional y la escalabilidad de la infraestructura para los mercados globales de automatización.

Contexto adicional:
Esta sección detalla las especificaciones técnicas y el análisis comparativo de la competencia no incluidos en el anuncio original del producto.

El encapsulado estandarizado de 3 niveles establece una alternativa operativa clara frente a los módulos IGBT independientes de 2 niveles y las carcasas multinivel patentadas y específicas de cada fabricante. Los módulos tradicionales de 2 niveles presentan una menor complejidad inicial de disposición, pero requieren filtros armónicos grandes y pesados para proteger los motores industriales aguas abajo contra la degradación del aislamiento causada por los picos de alta tensión. El circuito multinivel integrado de tipo T comprime estas dependencias de filtrado externo al dividir el estrés de tensión, equilibrando las cargas eléctricas de manera más eficaz a través del sustrato de silicio interno.

Cuando se evalúa frente a topologías multinivel alternativas, tales como los circuitos de fijación por punto neutro (NPC), la configuración tipo T utilizada en este encapsulado presenta compensaciones de rendimiento específicas. Mientras que los circuitos NPC estándar utilizan diodos de fijación auxiliares que aumentan el número total de componentes y las pérdidas por conducción a frecuencias de conmutación más bajas, la variante tipo T emplea un interruptor bidireccional conectado directamente al bus de CC neutro. Esta elección de diseño optimiza la eficiencia de conducción para frecuencias de conmutación bajas a medias, las cuales son muy frecuentes en los accionamientos de motores industriales.

Asimismo, en comparación con los módulos de potencia de ecosistema cerrado y propietario, este estándar abierto y desarrollado conjuntamente mitiga los fallos de punto único en la cadena de suministro. Al establecer un contorno físico y una huella de terminales estándar, los ingenieros de planta pueden instalar el módulo de cualquiera de los dos fabricantes directamente en la misma placa base mecánica e interfaz del controlador de puerta, sin necesidad de rediseñar el conjunto electrónico de potencia del inversor central.

Editado por Natania Lyngdoh, editora de Induportals, con asistencia de IA.

www.mitsubishielectric.com