探索 onsemi FGH4L50T65MQDC50 IGBT 的卓越性能
在電子工程師的日常設計工作中,選擇合適的功率器件至關重要。今天,我們就來深入探討 onsemi 推出的 FGH4L50T65MQDC50 IGBT,看看它有哪些獨特之處能為我們的設計帶來便利。
文件下載:onsemi FGH4L50T65MQDC50 650V場終止型中速IGBT.pdf
產品概述
FGH4L50T65MQDC50 采用了新穎的第四代場截止 IGBT 技術和 1.5 代 SiC 肖特基二極管技術,封裝形式為 TO - 247 4 - 引腳。這種組合使得該器件在各種應用中都能實現低導通和開關損耗,從而達到高效運行的目的,尤其適用于圖騰柱無橋 PFC 和逆變器等應用場景。

關鍵參數
基本參數
| 參數 | 數值 |
|---|---|
| 集電極 - 發射極電壓(BVCES) | 650V |
| 集電極 - 發射極飽和電壓(VcE(sat)) | 1.45V |
| 集電極電流(Ic) | 50A |
最大額定值
| 最大額定值是我們在使用器件時必須要關注的參數,它決定了器件的安全工作范圍。以下是 FGH4L50T65MQDC50 的一些重要最大額定值: | 參數 | 條件 | 符號 | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 集電極 - 發射極電壓 | - | VCES | 650 | V | |
| 柵極 - 發射極電壓 | - | VGES | + 20 | V | |
| 瞬態柵極 - 發射極電壓(tp < 0.5 us,D < 0.001) | - | - | + 30 | V | |
| 集電極電流 | Tc = 25°C(注 1) | Ic | 100 | A | |
| 集電極電流 | Tc = 100°C | Ic | 50 | A | |
| 功率耗散 | Tc = 25°C | PD | 246 | W | |
| 功率耗散 | Tc = 100°C | PD | 123 | W | |
| 脈沖集電極電流 | Tc = 25°C(注 2) | ILM | 200 | A | |
| 脈沖集電極電流 | Tc = 25°C(注 3) | ICM | 200 | A | |
| 二極管正向電流 | Tc = 25°C(注 1) | IF | 60 | A | |
| 二極管正向電流 | Tc = 100°C | IF | 50 | A | |
| 脈沖二極管最大正向電流 | Tc = 25°C | IFM | 200 | A | |
| 工作結溫和存儲溫度范圍 | - | TJ, TsTG | - 55 至 + 175 | °C | |
| 焊接用最大引腳溫度(距外殼 1/8",5s) | - | TL | 260 | °C |
需要注意的是,超過最大額定值可能會損壞器件,影響其功能和可靠性。
產品特性
易于并聯操作
該器件具有正溫度系數,這使得它在并聯操作時更加容易,能夠有效避免熱失控等問題。大家在設計多管并聯電路時,正溫度系數的器件是不是會讓你更放心呢?
高電流能力
能夠承受較大的電流,100%的器件都經過了 ILM 測試,保證了產品的一致性和可靠性。在高功率應用中,這種高電流能力是不是非常關鍵呢?
平滑優化的開關特性
開關過程平滑,能夠減少開關損耗和電磁干擾,提高系統的穩定性。對于對開關性能要求較高的應用,這無疑是一個重要的優勢。
低飽和電壓
在 Ic = 50A 時,VCE(Sat) = 1.45V(典型值),低飽和電壓意味著更低的導通損耗,有助于提高系統效率。
無反向恢復和正向恢復
這一特性可以減少開關過程中的能量損耗,提高系統的效率和可靠性。
參數分布緊密
保證了產品的一致性,使得在批量生產中更容易進行設計和調試。
符合 RoHS 標準
環保要求越來越受到重視,符合 RoHS 標準的器件更能滿足市場需求。
應用領域
FGH4L50T65MQDC50 的應用領域非常廣泛,包括但不限于:
- 充電站(EVSE):在電動汽車充電過程中,需要高效的功率轉換器件,該 IGBT 的低損耗特性能夠提高充電效率。
- UPS 和 ESS:不間斷電源和儲能系統對器件的可靠性和效率要求較高,FGH4L50T65MQDC50 能夠滿足這些需求。
- 太陽能逆變器:將太陽能電池板產生的直流電轉換為交流電,需要高性能的功率器件,該 IGBT 可以發揮重要作用。
- PFC 和轉換器:在功率因數校正和電源轉換電路中,該器件能夠提高系統的效率和性能。
電氣特性
關斷特性
| 參數 | 測試條件 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集電極 - 發射極擊穿電壓,柵極 - 發射極短路 | VGE = 0V,Ic = 1mA | BVCES | 650 | - | - | V |
| 擊穿電壓溫度系數 | VGE = 0V,Ic = 1mA | ΔBVCES / ΔTJ | - | 0.5 | - | V/°C |
| 集電極 - 發射極截止電流,柵極 - 發射極短路 | VGE = 0V,VcE = 650V | ICES | - | - | 250 | μA |
| 柵極泄漏電流,集電極 - 發射極短路 | VGE = 20V,VcE = 0V | IGES | - | - | ±400 | nA |
導通特性
| 參數 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 柵極 - 發射極閾值電壓 | VGE = VcE,Ic = 50 mA | 3.0 | 4.5 | 6.0 | V |
| 集電極 - 發射極飽和電壓 | VGE = 15V,Ic = 50 A,T = 25°C | - | 1.45 | 1.8 | V |
| 集電極 - 發射極飽和電壓 | VGE = 15V,Ic = 50 A,TJ = 175°C | - | 1.65 | - | V |
動態特性
| 參數 | 測試條件 | 符號 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 輸入電容 | VcE = 30 V,VGE = 0V,f = 1MHz | Cies | 3340 | pF |
| 輸出電容 | - | Coes | 630 | pF |
| 反向傳輸電容 | - | Cres | 10 | pF |
| 柵極總電荷 | VcE = 400V,Ic = 50 A,VG = 15V | Qg | 102 | nC |
| 柵極 - 發射極電荷 | - | Qge | 19 | nC |
| 柵極 - 集電極電荷 | - | Qgc | 25 | nC |
開關特性(感性負載)
| 不同溫度和電流條件下的開關特性有所不同,以下是部分數據: | 參數 | 測試條件 | 符號 | 典型值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 導通延遲時間 | TJ = 25°C,Vcc = 400V,Ic = 25 A,RG = 15Ω,VGE = 15V,感性負載 | td(on) | 27 | ns | |
| 上升時間 | - | tr | 10 | ns | |
| 關斷延遲時間 | - | td(off) | 181 | ns | |
| 下降時間 | - | tf | 21 | ns | |
| 導通開關損耗 | - | Eon | 0.24 | mJ | |
| 關斷開關損耗 | - | Eoff | 0.31 | mJ | |
| 總開關損耗 | - | Ets | 0.55 | mJ |
典型特性
文檔中還給出了一系列典型特性曲線,包括輸出特性、傳輸特性、飽和電壓與結溫的關系、電容變化、柵極電荷特性、安全工作區特性、開關損耗與柵極電阻和集電極電流的關系等。這些曲線能夠幫助我們更直觀地了解器件的性能,在設計時可以根據實際需求進行參考。
機械尺寸
該器件采用 ON Semiconductor 的 TO - 247 - 4LD CASE 340CJ 封裝,文檔中給出了詳細的尺寸信息,包括各個尺寸的最小值、標稱值和最大值。在進行 PCB 設計時,我們需要根據這些尺寸來合理布局器件,確保其安裝和散熱等要求。
總結
onsemi 的 FGH4L50T65MQDC50 IGBT 憑借其先進的技術、優異的性能和廣泛的應用領域,為電子工程師提供了一個可靠的選擇。在實際設計中,我們需要根據具體的應用需求,綜合考慮其各項參數和特性,合理使用該器件,以實現系統的高效、穩定運行。大家在使用這款 IGBT 時有沒有遇到過什么問題或者有什么獨特的應用經驗呢?歡迎在評論區分享。
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