FRD100CA120 - 모듈/전자부품/반도체 FRD100CA120 FRD1OOCA12O

산렉스 FRD100CA120 ◎ 빠른 복구 다이오드 전원 모듈 1200V Vrrm, 100A Ifa, 1.80V 전면 떨어, 16600A2s I2t, DCB 격리 기판, 2500V 격리

전반적인 설명

의산렉스 FRD100CA1201200V / 100A 빠른 회복 다이오드 전원 모듈입니다 Sanrex의 산업 전력 전자제품에 대한 높은 전류 다이오드 모듈 제공 중 하나입니다.

전력 변환 회로에서는 모든 다이오드가 같지는 않습니다. Standard rectifier diodes (designed for 50/60Hz mains rectification) store charge in their junction when forward biased and release it as a reverse current when the voltage across them reverses — a phenomenon called reverse recovery.

네트워크 주파수에서 느린 교정에서,이 역 회전 전류는 주기 시간에 비해 짧으며 실용적인 결과가 거의 없습니다.

고주파 스위치 회로에서 적용 된 전압이 마이크로초에서 역전되는 경우,느린 회복 다이오드의 역전류 펄스는 전류만큼 크고 스위치를 통해 공급 라인을 단축시킬 수 있을 만큼 오래 지속됩니다., 파괴적인 전류 스파이크를 생성하고 상당한 전력을 분산합니다.

빠른 회복 다이오드는 다양한 반도체 구조로 만들어집니다.저장된 전하를 줄이고 역 회수 과정을 가속화하기 위해.

그 결과, 여러 마이크로초가 아닌 마이크로초의 일부에서 역방향으로 전도하는 것을 멈추는 다이오드입니다.

FRD100CA120의 1200V 차단 전압은 3단계 400VAC로 공급되는 드라이브의 표준 DC 링크 버스 전압을 커버합니다 (약 560VDC 직렬 버스 더해 해제 마진과 함께),그리고 100A 전류 등급은 중력 변주 주파수 드라이브 자유 바퀴 및 직렬기 응용의 영역에 배치.

산렉스 (신덴겐 회사) 는 1970 년대부터 산업 자동화를위한 전력 반도체 모듈을 생산하고 있습니다.그리고 FRD 시리즈 다이오드 모듈은 서버 드라이브 및 인버터 유지보수 커뮤니티에서 예측 가능한 전기 특성을 가진 신뢰할 수있는 부품으로 인정됩니다..

FRD100CA120는 세미크론, 인피니언, 포웨렉스,그리고 다른 주요 모듈 제조업체들 (원본 모듈 타입이 사용할 수 없을 때 시스템 유지보수에 대한 실용적인 이점).

주요 사양

왜 1200V와 100A가 필요한지

1200V Vrrm 등급은 다이오드 블록이 비상 붕괴없이 역 편향 된 경우 최대 전압을 정의합니다.

3단계 400VAC 시스템에서, 직렬 DC 버스 전압은 대략 565VDC입니다. 표준 안전 해상화 (장치 전압 등급은 적어도 1.정상 작동 중 적용된 차단 전압 5×2, 과도한 전압에 대한 추가 마진과 함께), 1200V는 400~480VAC 시스템에 적합한 전압 클래스입니다.

600V 장치는 부하 전환, 모터 지상 결함 및 라인 혼란으로 인한 일시적 과전압에 충분한 범위를 갖지 않을 것입니다.1700V 장치는 더 많은 마진을 제공하지만 더 높은 비용과 일반적으로 약간 더 높은 전압을 제공합니다.

100A Ifa 등급은 Tc = 78°C의 경우 온도에서 정의된 100A Ifa 등급은 단위가 연결 온도 한계를 초과하지 않고 처리하는 연속 전류를 정의합니다.케이스 온도 상태가 심각해: 다이오드 모듈의 전류 용량은 그 열을 얼마나 잘 제거하느냐에 전적으로 달려 있습니다.

Tc = 78°C에서 (적절한 열관리를 필요로 하는 경우 온도 관리, 열 인터페이스 재료, 적절한 공기 또는 액체 냉각) 다이오드는 지속적으로 100A를 유도합니다.

부적절한 냉각으로 인해 케이스 온도가 78°C 이상 상승하면, 모듈의 감소 곡선에 따라 명명 전류가 감소해야합니다.

2000A의 IFSM는 단시간 결함 전류를 견딜 수있는 모듈의 능력을 정의합니다. 예를 들어, 드라이브 인버터에서 실패한 스위치를 통해 큰 DC 링크 콘덴시터 은행의 방출.16의 1 2600A2s는 다이오드가 파괴되지 않고 견딜 수 있는 에너지 흡수 한계입니다.

DCB 기술 이 모듈 의 신뢰성 을 높이는 이유

DCB (Direct Copper Bonded) 기판은 모듈의 신뢰성의 기초입니다. 전력 반도체 모듈에서 실리콘 다이는 전도 과정에서 열을 생성합니다.그리고 이 열은 기판을 통해 기판으로 흐르고 그 다음 열 방출기에.

이 경로에서의 모든 열 저항은 주어진 전력 소모에 대한 결합 온도를 증가시킵니다.

DCB 기판은 고온 확산 공정을 사용하여 구리 층을 직접 세라믹 단열체 (일반적으로 알루미나 Al2O3 또는 알루미늄 나트라이드 AlN) 에 결합합니다.금속 결합을 만드는 것구리와 세라믹 사이에 붙여지지 않습니다.

이 직접 결합은 오래된 용접 또는 에포시 결합 된 세라믹 기판보다 열 저항이 낮고 열 사이클 피로에 더 잘 저항합니다.

이 모듈은 수년간 많은 작동 주기를 거치면서 따뜻하고 냉각됩니다.DCB 기판은 열 연결을 유지하지만 용접 결합 구조는 열 저항을 증가시키고 결국 조기 고장을 일으킬 수있는 빈 공간과 탈 래미네이션을 개발 할 수 있습니다..

DCB 기판은 또한 반도체 장치 (DC 버스 전력에서 작동) 와 기판 (열방에 장착된) 사이의 2500V 격리를 제공합니다.일반적으로 시스템 내의 지상 잠재력).

이 격리 장치로 모듈은 대부분의 설비에서 추가 격리 패드 없이 금속 히트 싱크에 직접 장착할 수 있습니다.

모터 드라이브 시스템에서의 빠른 복구 다이오드 응용

FRD100CA120의 전형적인 응용 분야는 변주 주파수 드라이브 및 서보 드라이브 전력 전자제품에는 여러 가지 다른 회로 위치가 포함됩니다.

인버터 브리지에 있는 자유 휠 다이오드:3단계 PWM 인버터에서, 각 IGBT 스위치는 자유바퀴 (반평행) 다이오드와 결합된다.모터의 인덕티브 전류는 다음 전환 이벤트까지 자유 바퀴 다이오드를 통해 계속 흐른다.

이 다이오드는 IGBT가 다시 켜지면 앞으로의 전도 상태에서 빠르게 회복해야 합니다.IGBT에 대한 전환 손실과 스트레스를 증가시킵니다..

따라서 빠른 회복은 인버터 프리 휠 다이오드의 기본 요구 사항입니다.

PFC 회로에서 부스 스테이지 프리 휠링:액티브 파워 팩터 교정 회로는 부스트 변환기 토폴로지를 사용하며 부스트 출력 단계의 빠른 다이오드가 교정 전압을 차단하고 인덕터 전류를 진행합니다.다이오드는 부스 컨버터의 스위치 주파수에서 전환합니다. 일반적으로 20~100kHz입니다. 손실을 최소화하고 EMI를 수행하기 위해 빠른 복구가 필요합니다..

브레이크 헬퍼 자유바퀴:브레이크 초퍼 (DC 링크 전압이 상승할 때 저항에 브레이크 에너지를 분산시키는 스위치) 를 갖춘 드라이브 시스템에서프리 휠 다이오드가 콥터의 스위치를 통해 연결되어 콥터의 꺼진 기간 동안 브레이킹 저항의 인덕터 전류가 다시 순환하도록합니다..

FAQ

Q1: 빠른 회복 다이오드와 초고속 다이오드의 차이점은 무엇이며 FRD100CA120는 어떤 범주에 속합니까?

차이점은 주로 역회복 시간 (trr) ∆ 다이오드의 전류가 역전화되어 다이오드가 완전히 차단되는 시간입니다.빠른 회복 다이오드는 일반적으로 100~500 나노초 범위의 trr 값을 가지고 있습니다., 초고속 다이오드는 100ns 이하의 trr를 달성합니다.

FRD100CA120의 정확한 trr는 Sanrex 데이터 셰이트에 명시되어 있습니다. FRD 시리즈 지명은 빠른 회복을 나타냅니다.약 20kHz까지의 스위칭 주파수 (산업 드라이브 PWM에서 일반), 빠른 회복 다이오드가 일반적으로 충분합니다.

고성능 변환기에서 더 높은 주파수 (50kHz 이상) 에서 초고속 다이오드 또는 SiC 샷키 다이오드가 전환 손실을 추가로 줄이기 위해 선호 될 수 있습니다.

Q2: IFSM는 2000A입니다. 이 다이오드가 보호 없이 DC 링크 단회로에 견딜 수 있습니까?

IFSM (Non-Repetitive Peak Forward Surge Current) 는 다이오드가짧은 전류 펄스 (短短電流 펄스) 일반적으로 반주기의 시노파 펄스 (sinus wave pulse) 를 위해 정의되며, 특정 기간 (일반적으로 8시간).3ms 또는 IEC 표준에 따라 10ms).

DC 링크 단회로 드라이브 시스템에서 2000A를 훨씬 넘는 지속적인 결함 전류를 공급 할 수 있으며 I2t 값 (16,600A2s) 은 다이오드가 파괴 전에 흡수하는 에너지 한도를 정의합니다.

반도체 보호 시스템 ∼ 상류 피지, IGBT 게이트 드라이버 불포화 감지또는 전류 제한 원자로는 다이오드를 통한 에너지가 I2t 등급을 초과하기 전에 결함을 제거해야합니다..

다이오드 보호용 피지 선택은 다이오드의 등급보다 낮은 I2t 통과값을 가진 피지 선택에 I2t 값을 사용합니다.

Q3: FRD100CA120는 Semikron, Infineon, Powerex와 같은 다른 제조사의 유사한 모듈에 직접적으로 대응합니까?

FRD100CA120의 전기 등급 (1200V, 100A, 1.80V 전압) 및 기본 패킷의 발자국 34mm 기본 폭은 Semikron (SKE100/16) 의 모듈에 의해 사용되는 국제 표준 패킷과 호환됩니다., 예를 들어), 인피네온 (DD100N12K), 그리고 Powerex 같은 등급.

이 표준 패키지 내의 기계적 장착 차원 및 단말기 위치는 일반적으로 제조사마다 일관하며 교차 교체를 용이하게합니다.

그러나 전기적 매개 변수 ∙ 특히 역회복 시간 (trr), 회복 전하 (Qrr),및 열 저항 연결 (Rth(j-c)) 은 특정 응용 회로에서 호환성을 확인하기 위해 원래 사양과 교체 모듈을 비교해야합니다..

같은 등급의 다른 제조업체의 모듈은 다른 동적 특성을 가질 수 있습니다.

Q4: FRD100CA120 모듈을 어떻게 장착하면 가등 전류 용량을 얻을 수 있습니까?

Tc = 78°C의 100A 등급은 모듈의 기판 온도가 풀로드 작동 조건에서 78°C 이하로 유지되어야 합니다.

이를 달성하기 위해서는: 모듈 기본판과 방광기 사이의 열 인터페이스 재료 (열성 지방 또는 미리 자른 열 패드) 를 사용하여 접촉 열 저항을 최소화해야 합니다.전체 전력 소모에 대한 적절한 히트 싱크 열 저항 (Vfm = 1의 100A 전류에서).80V, 전도 손실은 약 180W) 이며, 방열기 지느러미를 통해 충분한 공기 흐름.

장착 나침반은 Sanrex의 데이터 셰이트에 명시된 토크에 꽉 잡아당겨서 모듈의 세라믹 기판을 손상시키지 않고 균일한 열 접촉 압력을 보장해야합니다.

Q5: 데이터 시트는 16,600A2의 I2t를 지정합니다. 이 값은 실제로 어떻게 사용됩니다?

I2t (시간에 대한 전류의 제곱의 통합) 는 다이오드의 실리콘 결합이 과전류 현상 중에 흡수하는 열 에너지입니다.퓨즈는 최대 통과량 I2t로 지정됩니다..

다이오드가 상류 피지에 의해 제거 된 결함으로 살아남기 위해서는 피지의 I2t 통과 값이 16,600A2s의 다이오드의 I2t 등급보다 작아야합니다.

제조업체의 카탈로그에 있는 피지 선택 테이블은 다른 피지 등급과 결함 전류 수준을 위한 I2t 통과값을 나열합니다.보호 엔지니어가 선택된 퓨즈가 다이오드를 보호하는지 확인할 수 있도록.

16600A2s 이상의 I2t를 가진 퓨즈는 회로가 열리기 전에 디오드를 파괴하기 위해 클리어하는 동안 디오드를 통과하는 충분한 에너지를 허용합니다.