QUE ES UN MODULO O VALBULA DE POTENCIA

 módulos de potencia

Un módulo de potencia se puede definir como un dispositivo que contiene más de un chip

semiconductor y que permite el paso al flujo de calor por un camino diferente al del paso de

corriente.

Estos módulos de potencia, que aparecieron en el mercado en 1975, han tenido un gran éxito,

ya que son uno de los bloques base a partir del cual se fabrican casi todos los sistemas

electrónicos de potencia actuales. Dos de los mercados que están creciendo más rápidamente

son las energías renovables (solar, eólica, etc.) y la automoción con los vehículos híbridos y

eléctricos. En este artículo, veremos cómo afecta el encapsulado de los módulos y las

tecnologías utilizadas en estas aplicaciones.

Mercado eólico

Este mercado representa solo un 5% del total del mercado de módulos de potencia. Sin

embargo, con un crecimiento anual del 25%, es el segmento de mercado que más crece. Se

estima que para el 2011, este mercado alcance los 250 Mill. USD [1]. Los módulos adecuados

para generación eólica requieren una alta esperanza de vida bajo condiciones de trabajo

intermitentes, una muy alta fiabilidad, disponibilidad a largo plazo y resistencia a ambientes de

trabajo extremo. La figura 1 muestra un Módulo Integrado de Potencia (IPM) ampliamente

utilizado en aplicaciones eólicas [2]. El módulo se monta sobre un disipador, de aire o agua,

diseñado a medida del cliente y luego se le integran el driver de disparo y protección y los

sensores de temperatura, corriente y tensión.

La idoneidad de este módulo de potencia en aplicaciones eólicas radica en su especial sistema

de contacto por presión. Este sistema permite que los contactos de potencia y los auxiliares,

así como el contacto térmico con el disipador, no se vean afectados en gran parte por la fatiga

debida a los ciclos térmicos y a los ciclos de carga.

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 módulos de potencia

Mercado vehículo eléctrico

El segmento de mercado de automoción representa un 4% del total del mercado de los

módulos de potencia pero presenta un fuerte crecimiento de un 19% anual [1]. Las aplicaciones

de automoción de alta potencia presentan unos requerimientos especiales que, a su vez,

harán que el módulo de potencia tenga que ser especialmente diseñado para estas

aplicaciones. Los requerimientos más extremos hacen referencia a las altas temperaturas

ambientes y al alto numero de ciclos térmicos que debe de soportar el módulo. La figura 2

muestra un módulo llamado SKiM [3] diseñado especialmente para este tipo de aplicaciones.

El módulo de potencia SKiM también usa la tecnología de contacto por presión, tal y como se

puede ver en la figura. Sin embargo, y por primera vez, se han eliminando todas las

soldaduras. En concreto, el proceso de soldadura se ha sustituido por un proceso de

sinterizado de tal manera que se consigue una unión del chip al sustrato cerámico más fiable y

duradera.