Moduły są użyteczne

Rys. 4. Zestawienie najważniejszych kryteriów handlowych składających się na oferty, które brane są pod uwagę przez klientów przy wyborze dostawcy

Poza podzespołami dyskretnymi ważną częścią rynku półprzewodników mocy są moduły, pełniące zadanie obwodu wykonawczego. Zawierają one 4-6 tranzystorów dużej mocy, połączonym tak aby tworzyły układ falownika jedno- lub trójfazowego. W modułach umieszcza się też prostownik, diody usprawniające oraz zabezpieczające.

Takie komponenty znajdują się w ofertach wielu producentów półprzewodników i stanowią bazę konstrukcyjną większości napędów, regulatorów i zasilaczy. Występują one w wielu wersjach o różnej topologii, pozwalając zrealizować w prosty sposób stopień mocy w układzie mostkowym. Modułowe półprzewodniki mocy zdobyły rynek również tym, że stanową zwartą konstrukcję o dobrych parametrach w zakresie odprowadzania ciepła, przy jednoczesnym zapewnieniu izolacji galwanicznej od radiatora.

Najpopularniejsze wersje mają w środku IGBT, ale są też w wykonaniach z MOSFET-ami i tyrystorami, dzięki czemu konstruktorzy mają wielkie pole wyboru. Półprzewodniki mocy to elementy, które zawsze współpracują z radiatorem lub innym systemem odprowadzania ciepła oraz w ogromnej większości zasilane są wysokimi napięciami, przekraczającymi 300V.

Dlatego ułatwienia związane z izolacją galwaniczną poszczególnych elementów, zapewniające bezproblemowy montaż na metalowym radiatorze, są jednym z najważniejszych źródeł przewagi rynkowej modułów nad elementami dyskretnymi.

Popularność modułów to także konsekwencja dominującej topologii stopni mocy w konwerterach i architektury większości systemów energetycznych. Tylko sporadycznie bazują one na jednym elemencie przełączającym, typowo składając się z 4- lub 6-tranzystorowego układu mostkowego.

W postaci dyskretnej trójfazowy układ mostkowy jest już skomplikowanym obwodem, który dodatkowo ciągle przez producentów jest rozbudowywany, na przykład o elementy do pomiaru prądu przewodzonego przez tranzystory, tłumiki przepięć, diody zabezpieczające, czujniki temperatury i podobne udogodnienia.

Są też wersje z wbudowanym driverem sterującym, które bezpośrednio można podłączyć do wyjść PWM mikrokontrolera. Takie moduły przypominają w pewnym stopniu układy scalone wykonywane grubowarstwową techniką hybrydową.