FP35R12W2T4 IGBT MODULE INFINEON 1200V 35A

شناسه محصول: نامعلوم دسته: دسته بندی نشده

نظرات کاربران ۰ نظر

امتیازکاربران

وضعیت کالا: ---

معرفی

FP35R12W2T4 یک ماژول IGBT از سری EasyPIM™ 2B ساخت اینفینیون (Infineon Technologies) است که در پکیج فشرده و صنعتی برای کاربردهای درایو موتور، اینورتر کمکی و سیستم‌های تهویه مطبوع طراحی شده است. این ماژول با بهره‌گیری از تکنولوژی Trench/Fieldstop IGBT4 و دیود Emitter Controlled 4، سطح تلفات سوئیچینگ را به حداقل می‌رساند. حضور مقاومت حرارتی NTC در داخل ماژول، امکان پایش دمای لحظه‌ای را فراهم می‌کند. بستر Al₂O₃ مقاومت حرارتی پایینی دارد و ساختار کمپکت ماژول، نصب در فضاهای محدود را ممکن می‌سازد.

ویژگی‌های کلیدی:

ولتاژ کلکتور امیتر: VCES = 1200 V
جریان نامی DC: IC(nom) = 35 A (در TC = 100°C)
تکنولوژی: Trench/Fieldstop IGBT4 + Emitter Controlled 4 Diode
سنسور دمای یکپارچه: NTC
تلفات سوئیچینگ پایین با ضریب دما مثبت VCEsat
بستر Al₂O₃ با مقاومت حرارتی پایین

توضیحات

بررسی تخصصی

FP35R12W2T4 یک ماژول Power Integrated Module (PIM) از سری EasyPIM™ 2B ساخت Infineon Technologies است که در آن یک اینورتر سه‌فاز IGBT، یک یکسوساز (Rectifier) و یک بریک‌چاپر (Brake Chopper) در یک پکیج فشرده ادغام شده‌اند. این ساختار یکپارچه، پیچیدگی طراحی مدار قدرت را کاهش داده و فضای PCB را به طور قابل ملاحظه‌ای کم می‌کند.

قلب عملکردی این ماژول، ترانزیستورهای IGBT نسل چهارم (IGBT4) با ساختار Trench/Fieldstop هستند که در مقایسه با نسل‌های قبلی، VCEsat کمتر و سرعت سوئیچینگ بهتری ارائه می‌دهند. دیودهای Emitter Controlled 4 نیز به عنوان فریوهیل دیود (Freewheeling Diode) کار می‌کنند و با کنترل دقیق جریان بازگشتی (Reverse Recovery)، تلفات را در فرکانس‌های سوئیچینگ متوسط به حداقل می‌رسانند.

ماژول از طریق اتصال لحیم‌کاری (Solder Contact Technology) متصل می‌شود و کلیپ‌های نصب یکپارچه، فرآیند مونتاژ روی هیت‌سینک را ساده و قابل اعتماد می‌سازند. حضور NTC (سنسور دمای منفی-ضریب) مستقیماً روی بستر ماژول، امکان کنترل حرارتی در مدار درایو را بدون نیاز به سنسور خارجی فراهم می‌آورد.

این ماژول برای ولتاژ بس DC در محدوده ۶۰۰ تا ۸۰۰ ولت و جریان‌های تا ۳۵ آمپر RMS در درایوهای صنعتی کلاس ۲۲ کیلووات مناسب است و تأیید UL دارد (E83335).

ویژگی‌ها و مزایا

تکنولوژی Trench/Fieldstop IGBT4

نسل چهارم IGBT اینفینئون با ساختار Trench Gate، چگالی جریان بالاتر و VCEsat کمتری نسبت به فناوری Planar Gate ارائه می‌دهد. ضریب دمای مثبت VCEsat (افزایش با دما) از جریان‌کشی نامتوازن بین سلول‌های موازی جلوگیری کرده و پایداری حرارتی ماژول را تضمین می‌کند.

دیود Emitter Controlled 4 با Soft Recovery

دیودهای فریوهیل با مشخصه بازیابی نرم (Soft Recovery)، پیک جریان معکوس (IRM) را محدود می‌کنند. این ویژگی باعث کاهش تنش dv/dt در مدار و کاهش نویز EMI در درایوهای موتور می‌شود. Qr در دمای ۱۵۰ درجه حداکثر ۷.۵ µC است.

سنسور حرارتی NTC یکپارچه

NTC تعبیه‌شده در بستر ماژول، اندازه‌گیری مستقیم دمای کیس را بدون تأخیر حرارتی امکان‌پذیر می‌کند. این قابلیت برای پیاده‌سازی منطق حفاظت اضافه‌بار حرارتی (Thermal Overload Protection) در درایوهای هوشمند ضروری است.

ساختار PIM یکپارچه (Power Integrated Module)

ادغام یکسوساز سه‌فاز ۱۶۰۰ ولتی، اینورتر IGBT و بریک‌چاپر در یک پکیج واحد، تعداد قطعات مدار قدرت را کاهش داده، اتصالات بین‌ماژولی را حذف کرده و قابلیت اطمینان کلی سیستم را افزایش می‌دهد.

بستر Al₂O₃ با مقاومت حرارتی پایین

RthJC هر IGBT برابر ۰.۶۰ K/W (typ) است. بستر آلومینیوم اکساید (Al₂O₃) انتقال حرارت کارآمد بین چیپ و هیت‌سینک را تضمین می‌کند. این مقدار برای توان تلف‌شده حداکثر ۲۱۵ واتی، اختلاف دمای قابل قبولی بین جانکشن و کیس ایجاد می‌کند.

تأیید استاندارد UL (E83335)

این ماژول دارای تأیید UL است که ورود به بازارهای آمریکای شمالی و تطابق با استانداردهای ایمنی برق صنعتی را تسهیل می‌کند.

کاربردها

درایوهای موتور القایی (VFD)

کاربرد اصلی FP35R12W2T4 در اینورترهای درایو موتور با ولتاژ بس DC برابر ۵۳۰–۷۵۰ ولت (معادل شبکه تکفاز ۲۳۰V یا سه‌فاز ۴۰۰V) است. برای موتورهای تا حدود ۱۵–۲۲ کیلووات مناسب می‌باشد.

اینورترهای کمکی (Auxiliary Inverters)

در سیستم‌های UPS، اینورترهای خورشیدی کوچک و منابع تغذیه بدون وقفه صنعتی استفاده می‌شود.

سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC

برای کنترل کمپرسورهای اینورتری در دستگاه‌های تهویه مطبوع تجاری و صنعتی کاربرد دارد.

مدارهای ترمز دینامیک

بریک‌چاپر یکپارچه مستقیماً برای تخلیه انرژی باز‌گشتی موتور به مقاومت ترمز استفاده می‌شود.

پمپ‌ها و فن‌های صنعتی

در درایوهای سرعت متغیر پمپ‌های سانتریفوژ و سیستم‌های تهویه با کنترل سرعت به کار می‌رود.

بیشتر بخوانید

جدول مشخصات فنی

پارامتر	مقدار
Part Number	FP35R12W2T4
سازنده	Infineon Technologies
نوع	EasyPIM™ 2B – PIM (Inverter + Rectifier + Brake Chopper)
VCES (IGBT)	1200 V
IC(nom)	35 A (TC = 100°C)
ICRM	70 A
VCEsat (25°C typ)	1.85 V
Ptot	215 W
VGES	±20 V
RthJC (IGBT)	0.60 K/W (typ)
Tvj op	−40 تا +150°C
VRRM (Rectifier)	1600 V
تکنولوژی	Trench/Fieldstop IGBT4 + EC4 Diode
سنسور دما	NTC یکپارچه
بستر	Al₂O₃
نصب	Solder Contact + Integrated Mounting Clamps
تأیید	UL (E83335)

نمای شماتیک

قطعات جایگزین برای این محصول

سوالات متداول

❓ FP35R12W2T4 چه تفاوتی با نسخه FP35R12W2T4_B11 دارد؟

نسخه _B11 همان ماژول با تکنولوژی نصب PressFIT است که به جای لحیم‌کاری، پین‌های پرس‌فیت دارد. این نسخه برای کاربردهایی که wave soldering مجاز نیست یا رباتیک نصب مورد نیاز است مناسب‌تر است. از نظر مشخصات الکتریکی و ابعاد کاملاً یکسان هستند.

❓ آیا می‌توان این ماژول را در شبکه ۴۸۰ ولت آمریکایی استفاده کرد؟

ولتاژ بس DC حاصل از یکسوسازی شبکه ۴۸۰V سه‌فاز حدود ۶۷۸ ولت DC می‌شود. این ولتاژ زیر ۱۲۰۰ ولت VCES است، اما در نظر گرفتن ۲۰–۳۰ درصد مارجین (تا حداکثر ۹۰۰ ولت بس) توصیه می‌شود. برای شبکه ۴۸۰V با اسپایک‌های معمول، استفاده محدود و با ولتاژ بس زیر ۸۰۰V قابل قبول است.

❓ آیا این ماژول به درایو گیت (Gate Driver IC) خاصی نیاز دارد؟

ماژول به Gate Driver IC خاصی محدود نیست، اما باید از یک درایوری استفاده شود که قادر باشد Cies = 2nF را سریع شارژ/دشارژ کند. توانایی جریان پیک حداقل ±1.5 آمپر با RG = 12Ω (طبق دیتاشیت) الزامی است. ICهای سری 2SD315AI اینفینئون یا SKHI22A Semikron برای این ماژول مناسب هستند.

❓ چگونه سلامت NTC ماژول را در محل تست کنیم؟

NTC از طریق ترمینال‌های جداگانه‌ای در پایه‌بندی ماژول قابل دسترسی است. در دمای اتاق (۲۵°C) مقاومت NTC حدود ۵ کیلواهم است (طبق مشخصات استاندارد NTC اینفینئون). با گرم کردن ملایم ماژول، مقاومت باید کاهش پیدا کند. مقدار ثابت یا بسیار بالا نشانه قطع‌شدن NTC است.

❓ آیا FP35R12W2T4 با FP35R12W2T7 سازگار است؟

ماژول FP35R12W2T4_B11 طبق اطلاعات اینفینئون با نسخه T7 (IGBT7 Trenchstop) pin-to-pin سازگار است. با این حال، تفاوت‌های جزئی در زمان سوئیچینگ و مشخصات gate charge بین نسل IGBT4 و IGBT7 وجود دارد. هنگام جایگزینی، پارامترهای dead-time و RG ممکن است نیاز به بهینه‌سازی مجدد داشته باشند.

❓ آیا می‌توان دو ماژول FP35R12W2T4 را برای افزایش جریان موازی کرد؟

از نظر فنی امکان‌پذیر است، اما این ماژول برای استفاده موازی بهینه‌سازی نشده است. برای توان بالاتر، استفاده از ماژول‌هایی با جریان اسمی بالاتر از سری EasyPIM یا FF-Series اینفینئون توصیه می‌شود. اگر اجباراً نیاز به موازی‌سازی باشد، inductance‌های تراز‌کننده (balancing inductors) در هر شاخه ضروری است.

نقد و بررسی

تحلیل مشخصات الکتریکی اینورتر (IGBT Section)

VCEsat و ضریب دمایی

ولتاژ اشباع کلکتور امیتر (VCEsat) در دمای ۲۵°C برابر ۱.۸۵ ولت (typ) و در دمای ۱۵۰°C به ۲.۱۵ ولت می‌رسد. این رفتار افزایشی با دما (positive temperature coefficient) از ویژگی‌های بارز فناوری Trench IGBT4 است. اهمیت این ویژگی در آن است که هنگامی که چند ماژول به صورت موازی کار می‌کنند یا درون یک ماژول چند سلول IGBT موازی هستند، افزایش دما در یک سلول، جریان آن را محدود کرده و از تجمع بیش از حد جریان (current hogging) جلوگیری می‌کند.

تلفات سوئیچینگ

انرژی روشن‌شدن (Eon) در IC = 35A و VCE = 600V و دمای ۱۵۰°C برابر ۳.۱۵ میلی‌ژول و انرژی خاموش‌شدن (Eoff) برابر ۳.۲۰ میلی‌ژول است. برای فرکانس سوئیچینگ ۱۰ کیلوهرتز، تلفات سوئیچینگ هر IGBT در بدترین شرایط دمایی حدود ۶۳ وات خواهد بود. این عدد نشان می‌دهد که در فرکانس‌های بالای ۸–۱۰ کیلوهرتز، مدیریت حرارتی دقیق الزامی است.

زمان‌های سوئیچینگ

زمان تأخیر خاموش‌شدن (td_off) در دمای ۱۵۰°C برابر ۰.۳۱ µs و زمان افت (tf) برابر ۰.۲۰ µs است. مجموع زمان خاموش‌شدن حدود ۰.۵۱ µs است که در فرکانس ۱۰ کیلوهرتز (دوره ۱۰۰ µs) نسبت به کل دوره قابل مدیریت است، اما در فرکانس‌های بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز، باید در محاسبه dead-time و حداکثر duty cycle لحاظ شود.

مقاومت گیت داخلی

RGint برابر ۰.۰ اهم است، به این معنی که گیت‌رزیستور خارجی (RGon/RGoff) کاملاً مقدار واقعی را نشان می‌دهد. در تست‌های دیتاشیت، RGon = RGoff = 12Ω استفاده شده است. برای کاهش تلفات سوئیچینگ می‌توان از RG کمتر استفاده کرد، اما باید ringing و overshoot ولتاژ کنترل شود.

جریان اتصال‌کوتاه (Short Circuit)

جریان اتصال‌کوتاه ISC در VCC = 900V و Tvj = 150°C برابر ۱۳۰ آمپر است. زمان مجاز تحمل اتصال‌کوتاه (tP) حداکثر ۱۰ میکروثانیه است. این مقدار به معنای لزوم وجود حفاظت سریع در مدار درایو است؛ یک DESAT (desaturation detection) با threshold مناسب ضروری می‌باشد.

تحلیل بخش دیود فریوهیل (Inverter Diode)

ولتاژ فوروارد VF در دمای ۲۵°C برابر ۱.۶۵ ولت (typ) است. نکته قابل توجه آن است که VF با دما افزایش می‌یابد (positive TC for VF)، که در مقابل دیودهای معمولی که VF کاهنده با دما دارند، رفتار متفاوتی است. این ویژگی از عبور جریان اضافی از دیودهای گرم‌تر در اتصال موازی جلوگیری می‌کند.

جریان پیک بازیابی معکوس (IRM) در دمای ۱۵۰°C برابر ۸۸ آمپر با بار اندوکتیو القایی و di/dt = 2500 A/µs است. انرژی بازیابی (Erec) در همین شرایط حداکثر ۲.۹۵ میلی‌ژول است. در فرکانس ۱۰ کیلوهرتز، تلفات دیود فریوهیل در بدترین شرایط حدود ۲۹.۵ وات خواهد بود.

تحلیل بخش یکسوساز (Rectifier Section)

یکسوساز این ماژول با VRRM = 1600 ولت طراحی شده است که مارجین ولتاژ خوبی نسبت به ولتاژ پیک شبکه ۴۰۰ ولتی (حدود ۵۶۵ ولت پیک) فراهم می‌کند. جریان ضربه‌ای IFSM در tp = 10 ms و دمای ۲۵°C برابر ۴۵۰ آمپر است که برای جریان ناگهانی هنگام راه‌اندازی اولیه کافی می‌باشد. توصیه می‌شود یک NTC یا رزیستور محدودکننده جریان شارژ اولیه خازن بس (Inrush limiting) در نظر گرفته شود.

ارزیابی حرارتی

با RthJC = 0.60 K/W برای هر IGBT و RthCH = 0.60 K/W (با paste با λ = 1 W/m·K)، مقاومت حرارتی کل از جانکشن تا هیت‌سینک (RthJH) برابر ۱.۲۰ K/W می‌شود. با فرض توان تلف‌شده ۵۰ وات در هر IGBT، اختلاف دما بین جانکشن و هیت‌سینک حدود ۶۰ درجه خواهد بود. برای Tvj_max = 150°C، دمای هیت‌سینک باید زیر ۹۰°C نگه داشته شود.

نکات تعمیراتی و تجربیات کاربردی

رایج‌ترین خرابی‌ها و علائم:

اتصال کوتاه داخلی IGBT:شایع‌ترین خرابی در این ماژول‌ها است. علامت: خاموش‌شدن آنی درایو با خطای overcurrent یا IGBT fault هنگام اعمال ولتاژ بس. با مولتی‌متر در حالت دیود می‌توان بین C و E هر ترانزیستور تست کرد؛ اتصال کوتاه در هر دو جهت نشانه خرابی است.
قطع‌شدن (Open Circuit) اتصالات داخلی:معمولاً ناشی از خستگی لحیم (Solder Fatigue) در سیکل‌های حرارتی طولانی‌مدت. علامت: رفتار نامتوازن فازها یا ولتاژ خروجی ناقص. بررسی با اسیلوسکوپ روی خروجی اینورتر در حالت نو بار (no-load) مؤثر است.
خرابی NTC:نشانه: خطای دمای غیرواقعی یا عدم حفاظت حرارتی. NTC این ماژول معمولاً مقاومتی در محدوده ۱۸–۲۲ کیلواهم در دمای اتاق دارد. اندازه‌گیری با اهم‌متر امکان‌پذیر است.

نکات مهم هنگام تعویض:

قبل از نصب ماژول جدید، سطح هیت‌سینک باید کاملاً تمیز و صاف باشد. باقیمانده خمیر قدیمی باید با استون یا ایزوپروپانول کاملاً پاک شود.
خمیر حرارتی (Thermal Paste) باید به صورت یکنواخت و نازک (حدود ۱۰۰–۱۵۰ میکرومتر) اعمال شود. اعمال بیش از حد خمیر باعث افزایش RthCH می‌شود.
گشتاور پیچ‌های نصب طبق datasheet باید رعایت شود تا از اعمال تنش مکانیکی غیریکنواخت روی بستر سرامیکی جلوگیری گردد.
هنگام تعویض، پین‌های گیت را در برابر الکتریسیته ساکن محافظت کنید. از مچ‌بند آنتی‌استاتیک استفاده نمایید.

اشتباهات رایج تعمیرکاران:

نصب ماژول بدون بررسی و تعمیر علت اولیه خرابی (اغلب خرابی مدار درایو گیت یا بوت‌استرپ)
استفاده از ماژول جایگزین با مشخصات متفاوت بدون بررسی سازگاری gate charge و زمان سوئیچینگ.
عدم تست مدار درایو گیت (Gate Driver) قبل از نصب ماژول جدید.

محدودیت‌ها و نکات مهم استفاده

نیاز اجباری به هیت‌سینک:توان تلف‌شده حداکثر ۲۱۵ وات مستلزم استفاده از هیت‌سینک مناسب با مقاومت حرارتی پایین است. بدون هیت‌سینک، ماژول در چند ثانیه به دمای بحرانی می‌رسد.
رعایت حداکثر ولتاژ گیت امیتر (VGES = ±20V):تجاوز از این محدوده باعث آسیب دائمی به اکسید گیت می‌شود. در طراحی مدار درایو، clamp ولتاژ گیت ضروری است.
مدیریت dead-time در اینورتر:با توجه به زمان‌های سوئیچینگ ماژول، dead-time باید حداقل ۱.۵–۲ برابر td_off + tf (حدود ۱ µs) تنظیم شود تا از shoot-through جلوگیری گردد.
محدودیت فرکانس سوئیچینگ:

در فرکانس‌های بالاتر از ۱۵–۲۰ کیلوهرتز، تلفات سوئیچینگ به شدت افزایش می‌یابد و مدیریت حرارتی دشوارتر می‌شود. این ماژول برای کاربردهای ۴–۱۶ کیلوهرتز بهینه است.

محافظت در برابر overvoltage (dv/dt):

باید اطمینان حاصل شود که ولتاژ اسپایک ناشی از inductance انگلی مدار از VCES = 1200V تجاوز نکند. استفاده از snubber مناسب یا gate resistor کافی توصیه می‌شود.

شرایط انبارداری:

از نگهداری در محیط مرطوب یا دمای بالا پرهیز شود. ماژول‌های استفاده‌نشده را در بسته‌بندی اصلی و ضد رطوبت نگه دارید.

عدم استفاده در برق هوانوردی یا تجهیزات پزشکی:

datasheet صریحاً توصیه می‌کند برای کاربردهای safety-critical مانند هوانوردی یا پزشکی با اینفینیون مشورت شود.

جمع‌بندی

ماژول FP35R12W2T4 یک انتخاب متوازن و اثبات‌شده در صنعت برای کاربردهای درایو موتور کلاس ۱۵–۲۲ کیلووات در شبکه‌های تکفاز ۲۳۰ ولت و سه‌فاز ۴۰۰ ولت است. ترکیب IGBT4 با فرکانس سوئیچینگ متوسط تا بالا، دیود EC4 با بازیابی نرم، و ساختار PIM یکپارچه، این ماژول را برای طراحانی که به دنبال کاهش پیچیدگی مدار قدرت و اطمینان از عملکرد حرارتی پایدار هستند، گزینه مناسبی می‌کند.

این ماژول برای مهندسان طراح درایو موتور، تعمیرکاران تجهیزات صنعتی HVAC، و کسانی که به دنبال جایگزین قابل اعتماد برای PIM‌های صنعتی مانده در خط تولید هستند، توصیه می‌شود. سنسور NTC یکپارچه و تأیید UL آن را در کاربردهای صنعتی با الزامات ایمنی متوسط مناسب می‌سازد.

برای کاربردهایی که نیاز به فرکانس سوئیچینگ بالاتر از ۲۰ کیلوهرتز یا توان بالاتر از ۲۵ کیلووات دارند، بررسی نسل IGBT7 این خانواده (FP35R12W2T7) یا ماژول‌های با جریان بالاتر از سری EasyPIM اینفینئون توصیه می‌گردد.

پرسش کاربران

برای ارسال پرسش باید وارد سایت شوید.

هنوز پرسشی ثبت نشده است.

نظرات کاربران

نمره 0 از 5

0 نقد و بررسی

نمره 5 از 5

نمره 4 از 5

نمره 3 از 5

نمره 2 از 5

نمره 1 از 5

دیدگاهها

پاکسازی فیلتر

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “FP35R12W2T4 IGBT MODULE INFINEON 1200V 35A”

برای ثبت نقد و بررسی وارد حساب کاربری خود شوید.

فایل اطلاعات کامل محصول

ویدیو معرفی محصول

لطفاً یک نوع محصول را انتخاب کنید

ناموجود در انبار رادیا الکترونیک

ارتباط سریع با فروشگاه 021-12345678

قیمت ویژه با استعلام ثبت سفارش از طریق پیام‌رسان‌ها