Powerex
SANREX
STARPOWER
FP50R12KT4 IGBT MODULE INFINEON 1200V 50A
شناسه محصول با موفقیت کپی شد!
نظرات کاربران
۰ نظر
امتیازکاربران
وضعیت کالا: ---
ارسال رایگان برای سفارشات بالای 1 میلیون تومان
کپی لینک
واتساپ
تلگرام
ایتا
بله
FP50R12KT4 یک ماژول یکپارچه قدرت (PIM) سهفاز ساخت اینفینئون است که رکتیفایر ورودی، بریکر ترمز و اینورتر خروجی را در یک پکیج EconoPIM™2 ادغام کرده است. این ماژول با ولتاژ کلکتور-امیتر 1200V و جریان نامی 50A، با بهرهگیری از تکنولوژی TRENCHSTOP™ IGBT4 و دیود EmCon4، برای کاربردهای درایو موتور، سرووموتور، اینورتر صنعتی و تجهیزات اتوماسیون طراحی شده است. ترکیب تلفات سوئیچینگ پایین و چگالی توان بالا در قاب استاندارد EconoPIM2، این قطعه را به انتخابی مطلوب برای طراحان سیستمهای تبدیل انرژی فشرده تبدیل کرده است.
- ولتاژ VCES: 1200V — مناسب شبکههای صنعتی AC سهفاز 400V
- جریان نامی IC: 50A @ TC=95°C
- تکنولوژی TRENCHSTOP™ IGBT4 با VCEsat نمونه ۱.۸۵V
- یکپارچهسازی رکتیفایر + بریکر ترمز + اینورتر در یک پکیج
- سنسور NTC داخلی برای پایش دما
- پکیج استاندارد EconoPIM™2 — سازگار با نصب مستقیم روی هیتسینک
| وضعیت کالا |
استوک (Used / Stock) ,بازسازیشده (Refurbished) ,نو (New) |
|---|
توضیحات
FP50R12KT4 یک Power Integrated Module (PIM) سهفاز از سری EconoPIM™2 اینفینئون است که برای سادهسازی طراحی مرحله قدرت در درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و سرووموتورها بهینه شده است. این ماژول سه بلاک اصلی را در یک پکیج فشرده ۱۰۷×۴۵mm ادغام میکند: رکتیفایر سهفاز ورودی برای تبدیل AC به DC، بریکر ترمز (Brake Chopper) برای مدیریت انرژی بازگشتی موتور، و اینورتر سهفاز خروجی برای کنترل موتور.
هسته اینورتر از تکنولوژی TRENCHSTOP™ IGBT4 استفاده میکند — نسلی از IGBT که با ساختار Trench Gate و لایه Field Stop، تعادل بهینهای بین تلفات هدایتی و تلفات سوئیچینگ ایجاد میکند. دیودهای freewheeling نیز از نوع Emitter Controlled 4 (EmCon4) هستند که به صورت co-packed با IGBTها برای کاهش تلفات سوئیچینگ در بارهای اندوکتیو بهینه شدهاند.
این سطح از یکپارچهسازی، تعداد قطعات مجزا را کاهش میدهد، طراحی PCB را سادهتر میکند، و قابلیت اطمینان کلی سیستم را از طریق حذف اتصالات بینماژولی افزایش میدهد. پکیج EconoPIM™2 یک استاندارد مکانیکی شناختهشده در صنعت است که امکان جایگزینی آسان در طرحهای موجود را فراهم میآورد.
ویژگیها و مزایای کلیدی
- یکپارچهسازی سهبلاکه در یک پکیج ادغام رکتیفایر، بریکر ترمز و اینورتر در EconoPIM™2 به معنای کاهش قابل توجه تعداد قطعات روی برد قدرت است. این موضوع مستقیماً زمان طراحی، هزینه مونتاژ و احتمال خرابی ناشی از اتصالات ضعیف را کاهش میدهد؛ مزیتی که در تولید انبوه OEM اهمیت ویژهای دارد.
- تکنولوژی TRENCHSTOP™ IGBT4 با تلفات بهینه VCEsat نمونه ۱.۸۵V در جریان ۵۰A (Tvj=25°C) نشاندهنده تلفات هدایتی پایین است. این مقدار به همراه تلفات سوئیچینگ کنترلشده در فرکانسهای معمول درایو (۲-۱۶ کیلوهرتز)، راندمان کلی سیستم را بهبود میبخشد و نیاز به خنککاری را کاهش میدهد.
- ضریب دما مثبت VCEsat VCEsat دارای ضریب دما مثبت است، یعنی با افزایش دما مقاومت هدایتی افزایش مییابد. این رفتار در اتصال موازی چند ماژول، توزیع جریان را به صورت طبیعی متعادل میکند و از تمرکز جریان در یک ماژول جلوگیری مینماید.
- سنسور NTC داخلی وجود NTC (Negative Temperature Coefficient thermistor) در داخل ماژول، پایش دمای واقعی پکیج را بدون نیاز به سنسور خارجی ممکن میسازد. این قابلیت برای پیادهسازی حفاظت Over-Temperature در کنترلر درایو ضروری است.
- دمای اتصال بالا — Tvj max = 175°C دامنه دمای اتصال تا ۱۷۵°C، انعطاف بیشتری در طراحی سیستم خنککاری میدهد و امکان کار پایدارتر را در شرایط بار سنگین موقتی فراهم میکند.
- پکیج استاندارد EconoPIM™2 ابعاد ۱۰۷×۴۵mm و پایههای استاندارد، این ماژول را با طیف گستردهای از درایوهای موجود در بازار سازگار میکند و جایگزینی در برنامههای تعمیراتی را تسهیل مینماید.
کاربردهای محصول
- درایوهای فرکانس متغیر (VFD)
مرحله قدرت درایوهای تا حدود ۲۲ کیلووات در شبکه ۴۰۰V سهفاز
- سرووموتورها
کنترل دقیق موقعیت و سرعت در ماشینآلات CNC، رباتیک صنعتی و ماشینهای بستهبندی
- Auxiliary Converters
اینورترهای کمکی در تجهیزات راهآهن و حملونقل
- UPS و منابع تغذیه صنعتی
اینورترهای سهفاز در سیستمهای UPS کلاس صنعتی
- پمپ و فن
کنترل سرعت پمپهای صنعتی و فنهای با درایو متغیر برای صرفهجویی در مصرف انرژی
- ماشینهای جوش
تغذیهکننده قدرت در دستگاههای جوش اینورتری صنعتی
جدول مشخصات فنی
| مشخصه | مقدار |
|---|---|
| پارت نامبر | FP50R12KT4 |
| برند | Infineon technologies |
| نوع قطعه | IGBT Module |
| تکنولوژی | TRENCHSTOP™ IGBT4 + EmCon4 Diode |
| ساختار ماژول | PIM (Power Integrated Module) |
| ولتاژ کلکتور-امیتر (VCES) | 1200V |
| جریان نامی کلکتور (IC Nominal) | 50A |
| حداکثر جریان کلکتور (IC Max) | 50A |
| ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر VCE(sat) | 1.85V (Typ.) |
| ولتاژ مستقیم دیود VF | 1.7V (Typ.) |
| دمای کاری پیوند (Tvj op) | 40- تا 150+ درجه سانتیگراد |
| فرکانس سوئیچینگ | بالا (مناسب اینورترهای صنعتی) |
| سنسور دما | NTC داخلی |
| نوع پکیج | EconoPIM™ 2 |
| ابعاد ماژول | 107 × 45 میلیمتر |
| جنس بیسپلیت | مس (Copper Base Plate) |
| نوع اتصال | Solderable Pins |
| استاندارد RoHS | دارد |
| کاربردها | اینورتر موتور، HVAC، انرژی بادی، منابع تغذیه صنعتی، درایوهای AC |
| وضعیت محصول | Active & Preferred |
| VCES | 1200V |
| IC | 50A |
| IF دیود اینورتر | 50A |
| IFRM دیود اینورتر | 100A |
| VCE(sat) Typ. | 1.85V |
| VF Typ. | 1.70V |
| Tj Max | 150°C |
| Rth(j-c) IGBT | حدود 0.62 K/W |
| Rth(j-c) Diode | حدود 0.81 K/W |
نمای شماتیک
قطعات جایگزین برای این محصول
سوالات متداول
❓ FP50R12KT4 چه توان موتوری را میتواند کنترل کند؟
در شبکه ۴۰۰V سهفاز با جریان نامی ۵۰A و ضریب توان موتور ۰.۸۵، ماژول توان موتوری در حدود ۲۹-۳۲ کیلووات را پشتیبانی میکند. در عمل، با احتساب Derating برای دمای محیط و فرکانس سوئیچینگ، طراحی محافظهکارانه برای موتورهای تا ۲۲ کیلووات توصیه میشود.
❓ آیا این ماژول با FP50R12KT3 (نسل قبل) جایگزینپذیر است؟
از نظر پکیج مکانیکی و مشخصات کلی (1200V/50A)، FP50R12KT4 جایگزین مستقیم FP50R12KT3 است. با این حال، تفاوتهای جزئی در مشخصات دینامیکی (تلفات سوئیچینگ و زمانهای Turn-on/Turn-off) وجود دارد. پس از جایگزینی، بررسی کارکرد محافظت DESATURATION در Gate Driver توصیه میشود.
❓ چگونه صحت عملکرد NTC داخلی را تست کنم؟
مقاومت NTC در دمای ۲۵°C معمولاً در محدوده ۵ کیلواهم است. با اتصال اهممتر به ترمینالهای NTC (پایههای T1 و T2)، میتوان مقاومت را در دمای محیط اندازه گرفت. تغییر دما با یک سشوار (با احتیاط و فاصله کافی) باید مقاومت را کاهش دهد — رفتار معکوس یا بیتغییر نشاندهنده خرابی NTC است.
❓ آیا میتوان دو ماژول FP50R12KT4 را به صورت موازی استفاده کرد تا جریان را دو برابر کرد؟
اتصال موازی PIM به طور مستقیم توصیه نمیشود، زیرا تقارن در توزیع جریان بین بلاکهای رکتیفایر و اینورتر هر دو ماژول بسیار دشوار است. برای جریانهای بالاتر، استفاده از ماژولهای با رتبه جریان بالاتر از سری EconoPIM یا ماژولهای مجزا با توپولوژی Parallel IGBT مناسبتر است.
❓ تفاوت FP50R12KT4 با FP50R12KT4_B11 چیست؟
نسخه _B11 دارای امکانات اضافهای از جمله اتصالات PressFIT (بدون نیاز به لحیم) و NTC یکپارچه با مشخصات متفاوت است. از نظر مشخصات الکتریکی اصلی (1200V/50A) یکسان هستند. انتخاب بین دو نسخه به فرایند مونتاژ و نیازهای ساختاری PCB بستگی دارد.
❓ Gate Driver مناسب برای این ماژول کدام است؟
ولتاژ گیت توصیهشده برای روشن کردن IGBT4 معمولاً +۱۵V و برای خاموش کردن ۰ یا -۸V است. Gate Resistor (Rg) بین ۱۰-۳۳ اهم برای کنترل di/dt و دامپینگ نوسانات مناسب است. آیسیهای Gate Driver اینفینئون مانند سری 2ED یا 1EDS برای اینورتر سهفاز، سازگاری کامل با این ماژول دارند.
نقد و بررسی
معماری EconoPIM™2 و منطق یکپارچهسازی
انتخاب ساختار PIM (Power Integrated Module) برای FP50R12KT4 یک تصمیم معماری با مبادلات مشخص است. در مقابل رویکرد ماژولهای جداگانه (رکتیفایر مجزا + اینورتر مجزا)، PIM چگالی توان بالاتر و پیچیدگی طراحی کمتری ارائه میدهد. اما محدودیت اصلی آن در امکان ارتقاء مستقل هر بخش است — اگر بریکر ترمز بسوزد، کل ماژول باید تعویض شود.
پکیج EconoPIM™2 با ابعاد ۱۰۷×۴۵mm و پایه مسی (Copper Base Plate)، امکان اتصال مستقیم به هیتسینک آلومینیومی با گریس حرارتی استاندارد را فراهم میکند. مقاومت حرارتی اتصال به کیس (Rth(j-c)) برای IGBT در حدود ۰.۴۵ K/W است که در طراحی سیستم خنککاری باید مد نظر قرار گیرد.
تحلیل مشخصات الکتریکی کلیدی
- ولتاژ VCES = 1200V: انتخاب کلاس ۱۲۰۰V برای شبکه ۴۰۰V سهفاز، فاصله ایمنی (Derating) متعارف صنعت را رعایت میکند. ولتاژ DC Bus در درایوهای ۴۰۰V AC معمولاً در محدوده ۵۳۰-۶۵۰V قرار دارد. اضافهولتاژهای ناشی از کموتاسیون (Voltage Overshoot) و اندوکتانس اتصالات میتواند تا ۲۰۰-۳۰۰V بالاتر برود؛ بنابراین ماژول ۱۲۰۰V فضای کافی دارد.
- جریان نامی IC = 50A @ TC=95°C: باید توجه داشت که جریان نامی ۵۰A در دمای کیس ۹۵°C تعریف شده است. اگر دمای کیس بالاتر باشد، جریان مجاز باید Derate شود. در طراحی واقعی، با در نظر گرفتن Rth(j-c) و گرمای ایجاد شده توسط Ptot=280W، دمای کیس مجاز حداکثر را باید محاسبه کرد تا از Tvj max=175°C تجاوز نشود.
- VCEsat = 1.85V (typ) @ IC=50A, Tvj=25°C: این مقدار برای IGBT نسل چهارم (IGBT4) بیانگر تلفات هدایتی مناسب است. تلفات هدایتی در هر IGBT برابر است با: Pcond = VCEsat × IC × duty_cycle. در یک اینورتر ۵۰A با duty cycle میانگین ۵۰٪، تلفات هدایتی هر IGBT حدود ۴۶W خواهد بود. این عدد باید با تلفات دیود freewheeling و تلفات سوئیچینگ جمع شود تا کل اتلاف توان محاسبه گردد.
- VF = 1.7V برای دیود EmCon4: ولتاژ forward دیود EmCon4 نسبت به دیودهای ultrafast معمولی در این کلاس جریان، رقابتی است. مشخصه مهمتر، انرژی بازیابی معکوس (Err) دیود است که در فرکانسهای سوئیچینگ بالا اهمیت مییابد.
رفتار در شرایط مختلف کاری
- فرکانس سوئیچینگ
FP50R12KT4 با IGBT4 برای کار در فرکانسهای ۲-۱۶ کیلوهرتز بهینه شده است. در فرکانسهای زیر ۴kHz، تلفات سوئیچینگ پایین است و تلفات هدایتی غالب میشود. در فرکانسهای بالاتر از ۸kHz، تلفات سوئیچینگ سهم قابل توجهی پیدا میکند و نیاز به دریت (Derating) جریان وجود دارد.
- بار اندوکتیو
در بارهای اندوکتیو (موتور)، اینورتر باید جریان ادامهدهنده را از طریق دیود freewheeling هدایت کند. EmCon4 در این شرایط، رفتار بازیابی نرم (Soft Recovery) دارد که نویز EMI و استرس ولتاژی روی IGBT را کاهش میدهد.
- کار در دمای پایین
در دماهای پایین (زیر ۰°C)، VCEsat کاهش مییابد اما پدیده Latch-up احتمال بیشتری دارد. رعایت حداقل زمان dead-time در درایور گیت برای جلوگیری از shoot-through ضروری است.
مقایسه با نسلهای مجاور
در مقایسه با FP50R12KT3 (نسل قبل)، FP50R12KT4 بهبود در تلفات سوئیچینگ و دمای Tvj max بالاتر (۱۷۵°C در مقابل ۱۵۰°C) ارائه میدهد. نسخه FP50R12KT4G (EconoPIM™3) نسل بعدی است که در پکیج بزرگتری ارائه میشود. برای طرحهای جدید با بودجه فضایی بیشتر، بررسی نسل سوم توصیه میشود.
نکات تعمیراتی و تجربیات کاربردی
خرابیهای رایج:
بیشترین علت خرابی FP50R12KT4 در درایوهای موتور، Short Circuit داخلی IGBTها است که ناشی از اشباع ناکافی گیت (Gate Under-Drive)، آشکارسازی دیرهنگام اتصال کوتاه بار، یا نقص در dead-time میباشد. خرابیهای دیگر شامل باز شدن دیودهای رکتیفایر ورودی (معمولاً ناشی از ضربههای ولتاژی AC ورودی) و از بین رفتن اتصال بانیوایر در اثر سیکلهای حرارتی تکراری است.
علائم خرابی:
- خرابی IGBT: هشدار Over-Current یا خاموش شدن فوری درایو هنگام Start، مقاومت پایین بین C و E (زیر ۱۰ اهم) با مولتیمتر
- خرابی رکتیفایر: ریپل بالا روی DC Bus، ولتاژ DC Bus پایینتر از حد نرمال
- خرابی NTC: نمایش دمای ثابت یا غیرواقعی در کنترلر درایو
روش تست با مولتیمتر:
در حالت Diode Test مولتیمتر: بین G-E ولتاژ کمی (۰.۵-۰.۷V) مشاهده میشود. بین C-E باید در هر دو جهت مقاومت بالا نشان دهد (IGBT خاموش). وجود اتصال کوتاه C-E در هر یک از سه فاز نشانهای قطعی از خرابی است.
نکات مهم هنگام تعویض:
- اطمینان از تخلیه کامل خازنهای DC Bus قبل از دست زدن به ماژول (حداقل ۵ دقیقه انتظار پس از قطع برق)
- استفاده از گریس حرارتی با هدایت حرارتی مناسب (حداقل ۱ W/m·K) بین ماژول و هیتسینک — بدون گریس یا گریس ناکافی، ماژول جدید نیز به سرعت خراب میشود
- بستن یکنواخت پیچهای نصب با گشتاور مناسب (معمولاً ۲-۳ N·m) — بست ناهمگون باعث توزیع غیریکنواخت فشار و مقاومت حرارتی بالاتر میشود
- بررسی و تعویض درایور گیت (Gate Driver) در صورتی که علت خرابی IGBT، نقص در درایو گیت بوده است.
اشتباهات رایج تعمیرکاران:
- نصب ماژول بدون تمیز کردن سطح هیتسینک از گریس قدیمی
- اعمال گشتاور بیش از حد روی پیچهای ترمینال که میتواند پایههای داخلی را آسیب بزند
- عدم بررسی Gate Resistor و مدار درایور پس از خرابی IGBT
محدودیتها و نکات مهم استفاده
- نیاز اجباری به هیتسینک
حداکثر توان اتلافی ۲۸۰W بدون سیستم خنککاری مناسب، به سرعت دمای اتصال را به محدوده بحرانی میرساند. طراحی هیتسینک باید مقاومت حرارتی کل (Rth(j-a)) را به گونهای محدود کند که در بدترین شرایط کاری، Tvj از ۱۷۵°C تجاوز نکند.
- رعایت حداکثر ولتاژ گیت ±20V
اعمال ولتاژ گیت خارج از محدوده ±20V، اکسید گیت را تخریب میکند. در طراحی مدار Gate Driver، حفاظت Clamp ولتاژ در برابر نویزها و نوسانات ضروری است.
- Dead-Time مناسب در Gate Driver
در هر شاخه half-bridge، باید زمان dead-time کافی بین خاموش شدن IGBT پایین و روشن شدن IGBT بالا (و بالعکس) تنظیم شود تا از shoot-through جلوگیری شود. مقدار معمول ۲-۴ میکروثانیه است، بسته به سرعت IGBT و پارامترهای درایور.
- اندوکتانس اتصالات را به حداقل برسانید
اندوکتانس Stray در مسیر DC Bus مستقیماً بر اضافهولتاژ سوئیچینگ (ΔV = L × di/dt) تأثیر میگذارد. استفاده از خازنهای Snubber نزدیک به ترمینالهای DC ماژول و طراحی Busbar فشرده، این ریسک را کاهش میدهد.
- محدودیت انرژی حالت خطا (Short Circuit)
IGBT4 در این ماژول توانایی تحمل اتصال کوتاه بار را برای مدت محدود (معمولاً ۱۰ میکروثانیه) دارد. مدار حفاظت DESAT در Gate Driver باید در کمتر از این مدت خطا را تشخیص داده و IGBT را خاموش کند.
- انبارداری صحیح
ماژولهای استفاده نشده باید در بستهبندی اصلی، در محیط خشک (رطوبت کمتر از ۸۵٪ بدون کندانس) و در دمای ۵-۴۰°C نگهداری شوند. پایههای اتصال را از تماس مستقیم محافظت کنید.
جمعبندی
FP50R12KT4 یک ماژول PIM بالغ و شناختهشده در صنعت درایو موتور است که ترکیب یکپارچهسازی بالا، مشخصات الکتریکی متعادل و پکیج استاندارد EconoPIM™2 آن را به انتخاب رایجی در طراحی درایوهای AC کلاس صنعتی تبدیل کرده است.
این ماژول برای طراحان سیستم که نیاز به سادهسازی مرحله قدرت VFD یا سرووموتور تا ۲۲ کیلووات در شبکه ۴۰۰V دارند، و برای تعمیرکاران که با درایوهای موجود بر پایه EconoPIM™2 سروکار دارند، گزینهای مستقیم و قابل اعتماد است.
انتخاب این ماژول زمانی منطقی است که: ۱) فضای طراحی محدود باشد و یکپارچهسازی اولویت داشته باشد، ۲) جریان موتور در محدوده ۵۰A نامی قرار گیرد، و ۳) سازگاری با پلتفرمهای موجود EconoPIM اهمیت داشته باشد. برای طرحهای جدید با نیاز به انعطاف بیشتر، بررسی نسلهای جدیدتر اینفینئون مانند FP50R12KT4G نیز توصیه میشود.
نظرات کاربران
دیدگاهها
پاکسازی فیلترهیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.
اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “FP50R12KT4 IGBT MODULE INFINEON 1200V 50A”
برای ثبت نقد و بررسی وارد حساب کاربری خود شوید.
فایل اطلاعات کامل محصول
ویدیو معرفی محصول
تماس با فروشگاه
