Dynamicky se měnící potřeby trhu nutí výrobce neustále hledat nová řešení. V mnoha případech se dnes technologický pokrok omezuje na automatizaci procesů, která umožňuje eliminovat lidské chyby, zlepšit kvalitu života nebo zvýšit výrobní kapacitu v průmyslových závodech. S ohledem na klimatickou politiku a neustále rostoucí poptávku po elektřině je možnost výroby a skladování energie z obnovitelných zdrojů velmi důležitou otázkou. Díky této energii pak stále častěji přecházíme na elektromobily, které vytlačují znečišťující naše prostředí spalovací jednotky. Pro fungování těchto a mnoha dalších zařízení jsou nezbytné polovodičové výkonové moduly.

Co jsou a jakou funkci plní polovodičové výkonové moduly
Výkonové moduly jsou prvky běžně používané v systémech souvisejících s široce chápaným zpracováním elektřiny. Tato skupina zahrnuje takové prvky, jako jsou diody, tyristory a tranzistory, určené pro práci ve vysokoproudých a vysokonapěťových instalacích.
Náročné pracovní charakteristiky určují potřebu použití dostatečně velkého pouzdra, které umožňuje efektivní odvod tepla generovaného během průtoku proudu s vysokou intenzitou. Pro tento účel se také často při stavbě pouzdra používá kovová základna. Přenos proudů s vysokými parametry vyžaduje použití šroubových nebo konektorových vývodů, kterými jsou dotyčné konstrukce vybaveny. V závislosti na požadavcích zákazníka jsou k dispozici jak řešení obsahující jednotlivé struktury, tak i složitější spojení připravená k přímé aplikaci.
Vzhledem k neustálému pokroku v účinnosti zpracování energie stojí za zmínku, že výkonové moduly jsou široce používány mimo jiné ve vysoce rozvinutém odvětví elektromobility, kde je součástí řídicích systémů elektromotorů v elektrických automobilech, stejně jako v široce chápaném průmyslovém sektoru, který je založen na elektrických pohonech různých výkonů. Polovodičové výkonové moduly najdeme ve všech druzích napájecích zdrojů, výkonových regulátorů nebo usměrňovačů. Jsou také součástí vybavení střídačů či systémů skladování energie. Zodpovídají za zpracování elektřiny vyrobené v turbínových systémech.

Konstrukce a charakteristika modulů Semikron – přehled
Tyristorové nebo diodové moduly jsou nejjednodušší systémy, které obsahují jeden nebo dva polovodičové prvky. Existují různé konfigurace zapojení, mimo jiné sériově zapojené diodové moduly, které mají společnou anodu a společnou katodu. Tyristorové moduly mohou být naproti tomu vybaveny jedním tyristorem s opačnou polovodičovou strukturou – používající minimálně dva zesilující prvky, což umožňuje zdvojnásobení výstupního výkonu, dvojité sériové zapojení nebo řešení se společnou katodou. V systémech vybavených tyristory existuje možnost nastavení výkonu.
Díky účinnému systému odvodu tepla jsou tato zařízení vhodná pro použití v instalacích s vysokými proudy v propustném směru, dokonce více než 3 kA.
Díky modulární konstrukci mohou být tyristory také trvale připojeny k diodovým prvkům. Zařízení tohoto typu se běžně používají v usměrňovačích, ve svařovacích strojích nebo ve stejnosměrných motorech. Příkladem takového zapojení, které je používáno ve stejnosměrných motorech, je modul SKKH106/12E SEMIKRON, s maximálním proudem v propustném směru 200 A.
Moduly IGBT – jedná se o speciální řešení, které kombinuje výhody bipolárního a unipolárního tranzistoru. Kromě snadného nastavení, které se provádí změnou potenciálu nastavitelného hradla, umožňuje zařízení provozovat proudy přesahující 1 000 A. Má schopnost blokovat napětí i nad 6 kV a má integraci se systémy s výkonem až několik set kilowattů. Příkladem tohoto řešení je modul SKM600GA17E4, který se běžně používá v řídicích jednotkách měniče střídavého proudu nebo UPS.

Shrnutí
Široký sortiment výrobků, který nabízí firma Semikron, nachází uplatnění v mnoha oblastech moderní techniky. Používáme jej jak v zařízeních určených pro domácnost, tak i v moderních a často složitých průmyslových systémech. Mnohaleté zkušenosti s výrobou výkonových modulů a péče o nejvyšší kvalitu se odrážejí v uznání spotřebitelů a zaručují mnohaletý a spolehlivý provoz.

Polovodičové moduly od osvědčeného výrobce
Semikron je předním výrobcem polovodičových modulů. Společnost byla založena v roce 1951 v Německu a stala se jedním z předních výrobců elektronických modulů, zejména v oblasti systémů středního výkonu (od 2 kW do 10 MW). V současné době probíhá výroba na několika kontinentech, mimo jiné v Severní a Jižní Americe, Asii a Evropě.

TME nabízí široký sortiment výrobků Semikron. Obsahuje mimo jiné následující typy modulů:
• diodové;
• diodové a tyristorové;
• tyristorové;
• IGBT – bipolární tranzistor s izolovaným hradlem, často používaný jako konektor ve střídačích;
• IPM – komplexní výkonové moduly s ovládacími prvky, které zvyšují výkon.
Text připravila společnost Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.