Mitsubishi FRA5ND

Отличный вопрос! Mitsubishi FRA5ND — это очень популярный и распространенный силовой транзистор (IGBT-модуль), который широко использовался в силовой электронике, особенно в частотных преобразователях (инверторах).

Вот подробное описание, технические характеристики и совместимая информация.

Описание

Mitsubishi FRA5ND — это IGBT-транзистор N-типа с ультрабыстрым восстановительным диодом в одном модуле. Он представляет собой полумост (Half-Bridge) из двух IGBT + двух диодов в одном корпусе. Это означает, что в одном модуле собрана ровно половина мостовой инверторной схемы (например, для управления одной фазой двигателя).

• Основное назначение: Используется в качестве ключевого элемента в силовых каскадах:

  • Частотные преобразователи (ЧП, инверторы) для управления асинхронными двигателями.
  • Источники сварочного тока (инверторные сварочные аппараты).
  • Источники бесперебойного питания (ИБП).
  • Системы плавного пуска электродвигателей.

• Ключевые преимущества:

  • Компактность: Интеграция двух ключей и диодов в одном корпусе упрощает монтаж и компоновку платы.
  • Высокая эффективность: Низкие потери на проводимость и переключение.
  • Встроенная защита: Модуль имеет встроенный термодатчик (NTC-термистор) для контроля температуры корпуса.
  • Высокая надежность: Промышленное исполнение, рассчитанное на длительную работу.

Технические характеристики (ТТХ)

Приведены типовые/максимальные значения при Tj=25°C, если не указано иное.

1. Основные электрические параметры IGBT:

• Коллектор-Эмиттер напряжение (VCES): 1200 В
• Постоянный ток коллектора (IC @ Tc=80°C): 50 А
• Импульсный ток коллектора (ICM): 100 А
• Напряжение насыщения Коллектор-Эмиттер (VCE(sat)): ~2.8 В (тип., при IC=50A)
• Общие потери мощности (PT): 300 Вт (при условии эффективного теплоотвода)

2. Параметры встроенного диода (FWD — Free Wheeling Diode):

• Повторяющееся импульсное обратное напряжение (VRRM): 1200 В
• Средний прямой ток (IF(AV)): 50 А
• Прямое напряжение (VF): ~2.0 В (тип., при IF=50A)

3. Динамические характеристики:

• Время включения (ton): ~60 нс
• Время выключения (toff): ~350 нс
• Рабочая частота: Рекомендуется до 20 кГц (оптимально 8-16 кГц для большинства инверторов).

4. Термические характеристики:

• Термическое сопротивление переход-корпус (Rth(j-c)): 0.25 °C/Вт (на один IGBT)
• Максимальная температура перехода (Tj): 150 °C
• Встроенный термистор (NTC): Для контроля температуры основания (показания не с перехода, а с корпуса). Обычно 10 кОм при 25°C.

5. Механические характеристики:

• Корпус: 2 in 1 модуль, изолированное основание (медная подложка изолирована от внутренней схемы).
• Монтаж: Установка на радиатор (с термопастой) с помощью винтов через отверстия в корпусе. Электрические выводы — винтовые клеммы (M4).

Парт-номера (Part Numbers) и Аналоги

Модуль производился в различных модификациях и под разными номерами. Также существуют полные аналоги от других производителей.

1. Прямые аналоги Mitsubishi (тот же корпус и характеристики):

• FRA50ND12 — полное/основное название. Часто именно этот номер указывают на корпусе или в документации.
• FRA50ND12D — возможная модификация (часто "D" может означать RoHS-исполнение или незначительные изменения в упаковке).
• CM50DY-12H — предыдущее или альтернативное обозначение от Mitsubishi (очень распространено).

2. Аналоги от других производителей (полная или очень близкая совместимость):

• Fuji Electric: 2MB1500N-120 (очень популярный и часто взаимозаменяемый аналог).
• Semikron: SKM50GB12V (нужно проверять распиновку и крепление, они могут отличаться).
• Infineon: Серия BSM (например, BSM50GB120DN2) — требуется проверка по даташиту.
• Powerex (дочерняя компания Mitsubishi): Модули серии M (аналогичны Mitsubishi).

Важно! Перед заменой всегда необходимо сверяться с даташитами (datasheet) обоих модулей, особенно обращая внимание на:

• Распиновку (расположение выводов Collector, Emitter, Gate, NTC).
• Геометрию корпуса (расстояния между монтажными отверстиями, высота).
• Номиналы встроенного термистора (NTC).

Совместимые модели оборудования (Где используется?)

Модуль FRA5ND был "рабочей лошадкой" в инверторах средней мощности конца 1990-х — 2000-х годов.

1. Частотные преобразователи (ЧПУ):

• Mitsubishi Electric: Серии FR-E500, FR-A500, FR-S500 (именно в силовых блоках моделей на 380В, ~7.5-18.5 кВт).
• Delta Electronics: Серии VFD-B, VFD-C (в некоторых моделях).
• Lenze: Ранние серии инверторов.
• Omron: Частотники серии MX.
• Китайские и российские аналоги: Множество клонов и реплик популярных серий (например, "ВЕСПЕР", "ЛИДЕР", "Преобразователи частоты ШИП" и др.) очень часто использовали именно этот модуль.

2. Сварочное оборудование:

• Инверторные сварочные аппараты на ток 160-250А. Модуль часто встречается в схемах однополярных и некоторых двуполярных инверторов.

3. Источники бесперебойного питания (ИБП):

• Он-лайн ИБП средней мощности (10-30 кВА) в их инверторных модулях.

Важное примечание по замене:

При ремонте, если оригинальный FRA5ND недоступен, чаще всего его успешно заменяют на Fuji 2MB1500N-120 или на полный аналог CM50DY-12H / FRA50ND12. Замена на модули других брендов требует тщательной проверки механической и электрической совместимости.