Powerex KD421K15

Конечно! Вот подробное описание, технические характеристики, парт-номера и совместимые модели для силового транзистора Powerex KD421K15.

Описание

Powerex KD421K15 — это мощный IGBT-транзистор (биполярный транзистор с изолированным затвором), выполненный в корпусе Module (модуль). Он представляет собой не просто отдельный транзистор, а силовой ключ, собранный в едином изолированном корпусе, что упрощает монтаж на теплоотвод и обеспечивает высокую надежность.

• Назначение: Этот модуль предназначен для использования в силовой электронике, где требуются высокие напряжения и токи. Он acts как быстродействующий электронный переключатель.
• Ключевые особенности:
  • Высокое напряжение: Позволяет работать в цепях с напряжением до 1500 В.
  • Большой ток: Способен коммутировать токи до 150 А.
  • Низкое падение напряжения: Отличается низким напряжением насыщения коллектор-эмиттер Vce(sat), что снижает потери мощности и нагрев.
  • Встроенный диод: Модуль имеет встроенный обратный диод (FRD - Fast Recovery Diode), который необходим для работы в инверторах и частотных преобразователях, обеспечивая путь для обратного тока индуктивной нагрузки.
  • Изолированный корпус: Медное основание корпуса электрически изолировано от кристалла (обычно через керамическую подложку), что позволяет монтировать несколько модулей на один общий теплоотвод без изолирующих прокладок, улучшая тепловой режим.

Типичные области применения:

• Промышленные частотные преобразователи (ПЧ, инверторы)
• Сервоприводы и системы управления двигателями
• Сварочное оборудование
• Источники бесперебойного питания (ИБП) большой мощности
• Системы плавного пуска электродвигателей

Технические характеристики

В таблице ниже приведены основные параметры при температуре 25°C, если не указано иное.

| Параметр | Обозначение | Значение | Единица измерения | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Основные характеристики IGBT | | | | | Коллектор-Эмиттер напряжение | V_CES | 1500 | В | | Максимальный ток коллектора (при Tc=80°C) | I_C | 150 | А | | Ток коллектора импульсный | I_CM | 300 | А | | Напряжение насыщения Коллектор-Эмиттер | V_CE(sat) | 3.0 (тип.) | В | | Встроенный обратный диод (FRD) | | | | | Прямой ток диода | I_F | 150 | А | | Импульсный прямой ток диода | I_FM | 300 | А | | Прямое напряжение диода | V_F | 2.5 (тип.) | В | | Время обратного восстановления | t_rr | 0.35 (тип.) | мкс | | Динамические характеристики | | | | | Время включения | t_on | 0.25 (тип.) | мкс | | Время выключения | t_off | 1.2 (тип.) | мкс | | Тепловые характеристики | | | | | Тепловое сопротивление переход-корпус | R_θ(j-c) | 0.15 | °C/Вт | | Максимальная температура перехода | T_j | +150 | °C | | Прочее | | | | | Монтажный момент винтов | | 3.0 | Н·м |

Парт-номера и Совместимые модели (Аналоги и Замены)

Модули Powerex (теперь часть Mitsubishi Electric) являются частью обширных линеек. KD421K15 имеет несколько вариантов обозначений и прямых или близких аналогов от других производителей.

1. Парт-номера в линейке Powerex / Mitsubishi Electric

Это, по сути, одно и то же устройство под разными номерами. Отличие может быть в уровне напряжения (буква в суффиксе), но электрические параметры идентичны.

• CM150HD-12H — Это самый распространенный и прямой парт-номер от производителя. Модуль KD421K15 является его аналогом или версией для определенного рынка.
• CM150HD-12E — Более старая версия с аналогичными характеристиками.
• KD421K15 — Собственный номер Powerex для этой серии.

Важно: При замене всегда сверяйтесь с даташитами, так как могут быть незначительные различия в динамических характеристиках или внутренней конструкции, которые могут повлиять на работу схемы в предельных режимах.

2. Совместимые модели и аналоги от других производителей

Следующие модули имеют схожие характеристики (1500В, ~150А) и аналогичный корпус, что часто позволяет использовать их для замены (после проверки распиновки и условий работы!).

• Fuji Electric:
  • 2MBI150N-120 (150A, 1200V) — Обратите внимание, напряжение ниже (1200В), подходит не для всех случаев.
  • 2MBI150U4C-140 (150A, 1400V) — Более близкий аналог.
• SEMIKRON:
  • SKM150GB125D (150A, 1200V) — Напряжение 1200В.
• Infineon Technologies:
  • FF150R12KE3 (150A, 1200V) — Напряжение 1200В.

Критически важные моменты при замене:

1. Распиновка (pinout): Расположение выводов (затвор, эмиттер, коллектор, вспомогательные эмиттеры) должно полностью совпадать.
2. Напряжение V_CES: Нельзя заменять модуль с напряжением 1200В на модуль в схеме, рассчитанной на 1500В.
3. Тепловые характеристики: Разное тепловое сопротивление может потребовать коррекции системы охлаждения.
4. Внутренняя индуктивность: Может различаться и влиять на работу в высокочастотных преобразователях.

Вывод: Наиболее прямой и безопасной заменой для Powerex KD421K15 является модуль Mitsubishi CM150HD-12H. Перед установкой любого аналога обязательно изучайте официальную техническую документацию (datasheet) для обоих модулей.