Xếp hạng IGBT, tôi không hiểu làm thế nào điều này là có thể

Tôi tìm thấy IXGX400N30A3 tại Digikey. Bảng dữ liệu cho biết thiết bị được xếp hạng 400A @ 25C, 1200A @ 25C trong 1ms, với mức điện áp 300V và PD là 1000W.

Có thật không? Gói TO-264 này có thể kiểm soát 400A hiện tại cả ngày? Tôi có thể rút ngắn máy hàn TIG của mình với nó ở chế độ DC không? Làm thế nào để những khách hàng tiềm năng thậm chí mang 400A hiện tại?

Thiết bị đó có điện trở nhiệt rất thấp từ điểm nối đến vỏ, = 0,125 ºC / W (tối đa), có nghĩa là, với mỗi watt tiêu tán, điểm nối sẽ chỉ cao hơn 0,125 ºC (tối đa) . Vì vậy, ví dụ, với I C = 300 A, V G E = 15 V và T J = 125 ºC (xem hình 2) V C $R_{thJC}$$I_C$$V_{GE}$$T_J$$V_{CE}$ sẽ chỉ còn khoảng 1,55 V. Đó là công suất của P = 300 · 1,55 = 465 W bị tiêu tan (vâng, nhiều hơn một số lò sưởi điện). Vì vậy, điểm nối sẽ là 465 · 0.125 = 58.125 ºC (tối đa) trên nhiệt độ trường hợp, đó là một sự khác biệt rất thấp, cho sự tiêu tán lớn đó.

Tuy nhiên, để nhiệt độ đường giao nhau không vượt quá giới hạn của nó (150 ºC), điện trở nhiệt từ trường hợp đến môi trường xung quanh, , phụ thuộc vào tản nhiệt được sử dụng, cũng phải rất thấp, vì nếu không nhiệt độ trường hợp sẽ tăng cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh (và nhiệt độ đường giao nhau luôn ở trên nó). Nói cách khác, bạn cần một bộ tản nhiệt rất tốt (với R t h rất thấp), để có thể chạy sinh vật này ở 300 A.$R_{thCA}$$R_{th}$

Phương trình nhiệt là:

với

: Nhiệt độ khớp nối [ºC]. Phải là <150 ºC, theo bảng dữ liệu. P D : Tản điện [W]. R t h J C : Điện trở nhiệt từ đường giao nhau đến vỏ [ºC / W]. Đây là 0,125 ºC / W (tối đa), theo biểu dữ liệu. R t h C A : Điện trở nhiệt từ vỏ máy đến môi trường xung quanh [ºC / W]. Điều này phụ thuộc vào tản nhiệt được sử dụng. T A : Nhiệt độ môi trường [ºC].$T_J$
$P_D$
$R_{thJC}$
$R_{thCA}$
$T_A$

Chẳng hạn, ở nhiệt độ môi trường xung quanh 60 ºC, nếu bạn muốn tiêu tan 465 W, thì tản nhiệt phải như vậy $R_{thCA}$

Theo như các thiết bị đầu cuối, kích thước gần đúng của phần mỏng nhất của chúng là (L-L1) · b1 · c. Nếu chúng được làm bằng đồng (chỉ là xấp xỉ), điện trở của mỗi cái sẽ là:

= 16.78e-9 * (19.79e-3-2.59e-3) / (2.59e-3 * 0.74e-3) = 151 L Ohm R $R_{min}$$\mu\Omega$
$R_{max}$$\mu\Omega$

Tại $I_C$

$T_C$$T_C$$V_{CE(sat)}$

Theo như các khách hàng tiềm năng mang dòng điện đó, bản vẽ kích thước nói rằng chúng rộng tối thiểu 2,21 mm và dày 0,43 mm. Đó là diện tích mặt cắt ngang khoảng 1 mm vuông, tương đương với dây 17 inch. Biểu đồ tham khảo của tôi nói rằng 100A sẽ khiến một đoạn dài của độ dày của dây (tròn, không cách điện) đó tan chảy trong 30 giây. Tất nhiên, những khách hàng tiềm năng này sẽ không phải là những đoạn dài, chúng sẽ được kết nối với các mặt phẳng bằng đồng chịu nhiệt. Nhưng ngay cả sau đó, điều đó đẩy nó khá chặt chẽ.

Bạn đã học được gì từ phân tích này? Đừng tin vào trang đầu tiên của bảng dữ liệu! Bạn cũng có thể vui vẻ bỏ qua bất kỳ bảng nào được đánh dấu "Tối đa tuyệt đối". Bạn không được đảm bảo một thiết bị chức năng hoặc thiết kế có thể thực hiện được nếu bạn tán thành những con số này. Các giáo sư của tôi luôn nói rằng những trang này được biên soạn bởi bộ phận tiếp thị chứ không phải bộ phận kỹ thuật. Trong trường hợp này, bảng bạn nhận được số đó được đánh dấu là "Xếp hạng tối đa". Đừng thiết kế thiết bị của bạn để hoạt động gần những con số này. Thay vào đó, cuộn xuống các biểu đồ đặc trưng và các tham số vận hành tiêu chuẩn (cái sau không có trong biểu dữ liệu này, nhưng nó sẽ có trong các biểu đồ khác) và thiết kế dựa trên đó. Xác định mức độ hiện tại PCB hoặc dây của bạn có thể xử lý, và bạn có thể thêm bao nhiêu công suất tản nhiệt,

Bạn đã đề cập rằng bạn đã ở trên Digikey; Tôi đoán rằng bạn đã rẽ nhầm và đã tìm kiếm một phần dòng điện cao trong nhóm 'Sản phẩm bán dẫn rời rạc', phần IGBTS - đơn . Phần này dành cho các thành phần gắn PCB. Thực tế của sản xuất PCB (hàn, độ dày đồng, tản nhiệt) sẽ hạn chế các giá trị thực tế có thể đạt được ở đây. Nếu bạn muốn có được những thứ thực sự cao, hãy đến 'Mô-đun bán dẫn', đó là nơi đặt các bộ phận gắn trên khung được nối với dây dày. Phần IGBT có các thành phần như con thú này , được hiển thị bằng bút chì theo tỷ lệ (mượn từ Wikipedia):

Thiết bị đó thực sự có thể xử lý 3300 và 1200 A; đó là 190 x 140mm chứ không phải là một thiết bị gắn PCB nhỏ. Có rất nhiều thiết bị nhỏ hơn, hợp lý hơn có sẵn là tốt.

Một câu trả lời ngắn gọn: bạn không làm cả 400A và 300V cùng một lúc, ít nhất là không quá lâu.

Thiết bị này gần như không có dòng điện khi ở trạng thái tắt và tiêu tan rất ít năng lượng khi tắt. Thiết bị phát sinh rất ít sự sụt áp khi tiến hành ở trạng thái bật và do đó làm tiêu tan một lượng nhiệt có thể kiểm soát được ở trạng thái đó.

Bỏng lớn đến khi thay đổi giữa hai điều kiện. Có lẽ trường hợp xấu nhất là bật với tải như một động cơ lớn; dòng điện khởi động để làm quay động cơ lên ​​có thể kéo dài các phân số đáng kể trong một giây, trong đó có thể phát triển rất nhiều nhiệt.

Bởi vì bạn nhìn thấy mọi thứ; và bạn nói, 'Tại sao?' Nhưng B. Jayant Baliga mơ về những điều chưa từng có; và nói, 'Tại sao không?' "

Nhưng nghiêm túc, các khách hàng tiềm năng có điện trở rất thấp, vì vậy chúng không tạo ra nhiều nhiệt. Tôi nghĩ rằng có nhiều phần bjt song song trong thiết bị thực tế để giảm điện trở xuống rất thấp.