Para cumplir los objetivos climáticos globales, el transporte debe cambiar a vehículos más ecológicos, como trenes electrificados y energéticamente eficientes. Sin embargo, los trenes tienen perfiles operativos exigentes, con aceleraciones y frenadas frecuentes, aunque se espera que funcionen de manera confiable durante una larga vida útil. En consecuencia, para su implementación se requieren aplicaciones de tracción energéticamente eficientes con alta densidad de potencia, confiabilidad y calidad.
Infineon Technologies cumple con estos requisitos agregando dos nuevos productos a su cartera de módulos de potencia CoolSiC: el FF2000UXTR33T2M1 y el FF2600UXTR33T2M1.
Los módulos de potencia utilizan MOSFET CoolSiC de 3,3 kV recientemente desarrollados y la tecnología de interconexión .XT de Infineon. Los módulos vienen en el paquete XHP 2 y han sido adaptados específicamente para aplicaciones de tracción.
Diseñados para aplicaciones exigentes como la tracción, estos dispositivos se presentarán en la conferencia PCIM de este año en Nuremberg, Alemania. "Para lograr una movilidad respetuosa con el medio ambiente, la tecnología ferroviaria requiere soluciones de semiconductores innovadoras diseñadas específicamente para estas aplicaciones", afirmó el Dr. Peter Wawer, presidente de la División de Energía Industrial Verde de Infineon. "Con bajas pérdidas de conmutación y la capacidad de permitir frecuencias de conmutación más altas, los nuevos productos de carburo de silicio de Infineon contribuyen a crear trenes más ecológicos y silenciosos, que son características de importancia crítica para el tráfico ferroviario del mañana".
Además de un chip de carburo de silicio (SiC) eficiente y robusto, los módulos de potencia para unidades de tracción requieren un embalaje que permita una conmutación rápida, junto con tecnologías de interconexión que permitan una larga vida útil. Los nuevos módulos de potencia de Infineon ofrecen exactamente estas características: los chips CoolSiC MOSFET con diodos de cuerpo integrados en el paquete XHP 2 de Infineon permiten bajas pérdidas de conmutación mientras mantienen una alta confiabilidad y densidad de potencia.
El paquete XHP 2 también presenta una baja inductancia parásita, un diseño simétrico y escalable y una alta capacidad de transporte de corriente. El módulo FF2000UXTR33T2M1 proporciona una resistencia de drenaje de fuente en estado encendido de 2,0 mΩ, mientras que el FF2600UXTR33T2M1 presenta una resistencia de drenaje de fuente en estado encendido de 2,6 mΩ. A pesar de los exigentes perfiles operativos de los trenes, la tecnología de interconexión .XT de Infineon mejora las capacidades de ciclo de energía.
En comparación con las soluciones convencionales, los módulos de potencia CoolSiC de Infineon permiten reducir el consumo total de energía en el motor y el convertidor del tren en un diez por ciento.
Además, los operadores de trenes se benefician de un convertidor más compacto y ligero junto con sistemas de refrigeración simplificados. Si bien esto contribuye a los esfuerzos de descarbonización de Infineon, los fabricantes de tracción y los operadores de servicios ferroviarios, los ciudadanos también se benefician de niveles de ruido más bajos cuando los trenes pasan por un vecindario.
Un módulo de potencia XHP 2 basado en SiC de Infineon se probó en una prueba de campo conjunta con tranvías realizada por Siemens Mobility y Stadtwerke München (SWM) en 2022. La prueba demostró que los semiconductores de potencia basados en SiC reducen significativamente el ruido del motor durante el funcionamiento.