Powerex KD221K05HB

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и совместимые модели для силового транзистора Powerex KD221K05HB.

Общее описание

Powerex KD221K05HB — это мощный IGBT-транзистор (биполярный транзистор с изолированным затвором), предназначенный для работы в силовых преобразовательных устройствах. Он представляет собой одиночный IGBT-модуль в полумостовой (Half-Bridge) конфигурации, где два IGBT и два диода собраны в одном корпусе. Это позволяет создавать более компактные и эффективные схемы по сравнению с использованием дискретных элементов.

Основные особенности и применение:

• Высокая мощность: Предназначен для работы с большими токами и напряжениями, характерными для промышленного оборудования.
• Полумостовая схема: Упрощает проектирование и монтаж преобразователей частоты, инверторов, сварочных аппаратов и источников питания.
• Низкое падение напряжения насыщения (Vce(sat)): Обеспечивает высокий КПД, так как снижает потери мощности на самом ключе.
• Высокоскоростное переключение: Позволяет работать на высоких частотах, что уменьшает габариты пассивных компонентов (дросселей, трансформаторов).
• Встроенный термодатчик (NTC термистор): Позволяет организовать систему мониторинга температуры модуля для защиты от перегрева.
• Изолированный корпус: Позволяет устанавливать модуль на общий heatsink (радиатор) без использования изолирующих прокладок, что улучшает тепловой отвод.

Типичные области применения:

• Частотные преобразователи (AC Drives)
• Промышленные инверторы
• Сварочное оборудование
• Источники бесперебойного питания (ИБП) большой мощности
• Системы управления электродвигателями

Технические характеристики

Электрические характеристики (при Tj = 25°C, если не указано иное):

| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Коллектор-Эмиттер напряжение | Vces | 500 | В | | Максимальный ток коллектора (постоянный) | Ic | 75 | А | | Максимальный ток коллектора (импульсный) | Icm | 150 | А | | Напряжение насыщения Коллектор-Эмиттер | Vce(sat) | 2.3 (тип., при Ic=75A) | В | | Пороговое напряжение затвора | Vge(th) | 5.0 ± 1.5 | В | | Сопротивление "Вкл" | — | — | — | | Входная емкость | Cies | 7500 | пФ | | Энергия переключения (Вкл/Выкл) | Eon / Eoff | 3.0 / 1.8 | мДж | | Прямое напряжение внутреннего диода | Vf | 2.3 (тип., при If=75A) | В |

Характеристики внутреннего диода (FRD):

| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Повторяющееся импульсное обратное напряжение | Vrrm | 500 | В | | Прямой ток (постоянный) | If | 75 | А |

Тепловые характеристики:

| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Температура перехода (макс.) | Tj | -40 до +150 | °C | | Тепловое сопротивление переход-корпус | Rth(j-c) | 0.30 | °C/Вт | | Сопротивление встроенного термистора (при 25°C) | Rth | 5 | кОм |

Рекомендуемые условия эксплуатации:

• Напряжение затвора (Vge): Стандартное напряжение управления +15 В для включения и -15 В для надежного выключения (допустимый максимум ±20 В).
• Сопротивление затвора (Rg): Рекомендуемое значение для оптимального баланса между скоростью переключения и перенапряжениями обычно указывается в даташите и подбирается под конкретную схему.

Парт-номера и прямые аналоги

Powerex — это совместное предприятие Mitsubishi Electric и Hitachi. Данный модуль является продуктом этой линейки. Прямыми аналогами, особенно по размерам и характеристикам, часто являются модули от Mitsubishi Electric.

Прямые аналоги и парт-номера:

• Mitsubishi Electric CM75DY-12H (один из самых прямых и распространенных аналогов)
• Powerex CM75DY-12H (фактически, то же самое изделие под другим брендом)
• Fuji Electric 2MBi75U-120 (аналог от другого ведущего производителя, требует проверки распиновки)

Важно: Несмотря на схожесть характеристик, перед заменой всегда необходимо сверяться с даташитами обоих модулей. Критически важными параметрами для замены являются:

1. Распиновка контактов (pinout).
2. Механические размеры и расположение монтажных отверстий.
3. Номинальные напряжения и токи.
4. Наличие и параметры встроенного термистора.

Совместимые модели оборудования

Указывать конкретные модели станков или частотных преобразователей практически невозможно, так как этот модуль является компонентом, который производители оборудования (OEM) используют в своих изделиях. Он совместим с платами управления, которые рассчитаны на работу с полумостовыми модулями с таким цоколевком и электрическими параметрами.

Оборудование, в котором можно встретить данный модуль и его аналоги:

• Частотные преобразователи средний мощности (на ~30-45 кВт):
  • Серии Mitsubishi Freqrol (например, A200, A700, E700, F700)
  • Delta серий VFD-E, VFD-EL
  • Omron серии MX2
  • Hyundai серии N50
  • Многие другие бренды и безымянные инверторы китайского производства.
• Сварочные инверторы промышленного класса.
• Сервоприводы и системы точного позиционирования.
• Линейные компрессоры и системы управления мощными двигателями.

Вывод: KD221K05HB — это надежный, проверенный временем силовой модуль для построения мощных импульсных преобразователей энергии. Его популярность обусловлена удачным сочетанием характеристик и наличием прямых аналогов от ведущих мировых производителей.