Was sind Leistungsmodule?
Hocheffiziente Leistungsmodule sind das Kernstück der Wechselrichter von Danfoss. Durch sie werden alle Leistungshalbleiter in ein 8 cm langes Bauteil integriert. Die Module bestehen aus Halbleitern, also Transistoren und Dioden, die je nach Anforderung auf ein stark wärmeleitendes Material aufgebracht und mit einer durchsichtigen Siliziumpaste bedeckt werden. Dadurch entsteht eine sehr stabile thermische Umgebung, die gut für den Einsatz auf Kühlkörpern oder ähnlichen Vorrichtungen geeignet ist. Je nach Art und Größe des Wechselrichters sind 1 bis 4 Leistungsmodule erforderlich. Leistungsmodule werden zur DC/DC-Wandlung sowie auch zur DC/AC-Wandlung verwendet.
Was spricht für den Einsatz von Leistungsmodulen?
Dank der kompakten Ausführung der Leistungsmodule können ohne höheren Platzbedarf mehr Bauteile integriert werden. Gleichzeitig gewährleistet die Wärmeabführung eine bessere Kühlung der Bauteile. Bei Einbau auf einem Kühlkörper können die Wechselrichter die Temperatur in optimaler Weise niedrig halten. In der Nähe der Leistungsmodule werden Temperaturfühler integriert, die für eine Zwangskühlung sorgen, sobald die Temperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt. Gekühlt wird nur bei Bedarf, und da die Module über eine so gute Wärmeabführung verfügen, wird dafür nur wenig Energie benötigt. Dadurch wird die Gesamtleistung des Wechselrichters erhöht. Eine solch exakte Überwachung der Temperatur ist notwendig, weil jeder Temperaturanstieg über die normale Betriebstemperatur eines Bauteils hinaus dessen Lebensdauer verkürzt und/oder seine Leistung verringert.
Ein weiterer Grund für die Verwendung von Leistungsmodulen anstelle diskreter Bauteile auf einer Leiterplatte liegt in der Topologie des Wechselrichters. Der TripleLynx-Wechselrichter verfügt z. B. über eine komplexe Dreiphasen-Topologie, die viele Verschaltungen erfordert. Bei konventioneller Installation der Bauteile führten die relativ großen Abstände zwischen ihnen zu Problemen mit Streuinduktivitäten. Leistungsmodule verhindern deren Entstehung.
Des Weiteren spielen Leistungsmodule eine wichtige Rolle für die Produktions- und damit letztlich die Produktqualität, denn je mehr Bauteile in einem Produkt integriert sind, desto mehr Löt- und Verbindungspunkte sind erforderlich. Beim Einsatz von Leistungsmodulen werden über ein Dutzend Bauteile durch ein einziges großes Bauteil ersetzt, was das Risiko für unzureichende Verbindungen erheblich senkt.
Leistungsstärkere Wechselrichter
Durch die Verwendung von Leistungsmodulen werden die Bauteile, die eine genaue und korrekte Energieumwandlung gewährleisten, sicher in einer Umgebung mit besten Betriebsbedingungen untergebracht. Des Weiteren können mit ihnen komplexere Topologien realisiert werden, wodurch wiederum die Leistung der Wechselrichter gesteigert wird.