| | Параметры IGBT и перспективные приборы компании Infineon Technologies для бытовой техники и промышленного оборудованияВ ремонтной практике многие специалисты сталкиваются с тем, что при замене вышедших из строя IGBT нередко оказывается, что нужный для замены тип прибора уже не выпускается или труднодоступен, в этом случае возникает проблема подбора аналогов. Для решения этой проблемы необходимо ориентироваться в различных характеристиках IGBT и их электрических параметрах. Поскольку большая часть бытовой техники, в которой используются IGBT, зарубежного производства, будем ориентироваться на систему обозначений параметров компании Infineon Technologies, силовые полупроводниковые приборы которой широко применяются (особенно после приобретения компании International Rectifier) в самых различных приложениях, в том числе и во многих изделиях бытовой техники, популярных в России.
Рис. 1
Обычно в спецификациях (Data Sheets) Infineon приводятся максимальные (Maximum Ratings), тепловые (Thermal Resistance), электрические (Electrical Characteristic), коммутационные (Switching Characteristic) параметры и параметры встроенных антипараллельных диодов (при их наличии). При подборе аналогов неисправных приборов нет особой необходимости сравнивать все параметры транзисторов, приведем основные характеристики IGBT, на которые следует обращать внимание при подборе (в скобках приведены другие, в том числе отечественные обозначения параметров).
Параметры IGBT в максимальных режимах работы
– VCE (или VCES, UКЭ) — напряжение „коллектор-эмиттер» IGBT, по этому параметру приборы относят к тому или иному классу (классы 600, 650, 1200, 1700 В и др.). При разработке конкретной аппаратуры обычно выбирают IGBT таким образом, чтобы напряжение питания силовых схем не превышало 60…80 % от VCE IGBT. При подборе аналогов желательно рассматривать приборы того же класса по VCE, что и оригинальный прибор, использование более высоковольтных транзисторов нежелательно, так как некоторые их параметры могут быть хуже, чем у более низковольтных.
– Ic (IK) — постоянный ток коллектора, важное значение имеет температура корпуса прибора, при которой измеряется этот параметр, Infineon обычно приводит значения IC при температуре 25° С и при других значениях, например 100° С. Для примера на рис. 1 приведена зависимость допустимого тока коллектора IGBT IKA15N65F5 (IC=14 A/25° C) от температуры корпуса.
Транзистор IKA15N65F5 относится к высокоскоростным приборам 5-го поколения 5 FAST IGBT, выполненным по технологии TRENCHSTOPTM 5 с интегрированным быстрым антипараллельным диодом семейства RAPID 1 Fast and Soft.
– ICpuls (иногда ICRM) — импульсный ток коллектора. В большей части приложений с IGBT используется импульсный режим работы, в котором допустимый ток коллектора значительно больше, чем его значение на постоянном токе (для IKA15N65F5 IСpuls=45 A), поэтому при поиске аналогов целесообразно ориентироваться на импульсное значение тока коллектора IGBT в конкретных схемах.
– Ptot — мощность рассеяния, обычно приводится при температуре корпуса 25° С, нередко и при других значениях температуры, у упомянутого выше транзистора Ptot (25/100° C)=33,3/16,7 Вт. Температура корпуса приборов зависит как от режимов их работы, так и от условий охлаждения, поэтому при выборе аналогов желательно ориентироваться не только на параметры, приведенные в спецификациях, но и на конкретные условия, в которых эксплуатируются приборы (площадь теплоотвода, обдув и т.д.).
Нередко в разделе максимальных параметров IGBT приводятся и другие характеристики, например, VGE (или VGES) — напряжение „затвор-эмиттер», TVJ — температура кристалла (всегда больше температуры корпуса), температура пайки, крутящий момент при винтовом креплении и другие характеристики.
К тепловым параметрам IGBT относятся тепловые сопротивления Rth(j-c) — „кристалл- корпус» (Thermal Resistance Junction-case) и Rth(j-a) — „кристалл-окружающая среда» (Junction-ambient). Чем меньше тепловые сопротивления, тем лучше условия для отвода тепа от приборов. Значения тепловых сопротивлений определяются внутренней конструкцией IGBT, а также типом корпуса, причем у изолированных исполнений корпусов тепловое сопротивление больше, чем у соответствующих неизолированных. Упомянутый выше IGBT IKA15N65F5 выполнен в изолированном корпусе ТО-220-FP, его Rth(j-c)=4,5 К/Вт (градус Кельвина на Ватт), Rth(j-a)=65 К/Вт.
Полное содержание статьи доступно только в печатном варианте. Вы можете приобрести свежие номера Р&С или оформить подписку в редакции | |
