FNA25060, 600V 50A 3 Faz IGBT IPM Güç Modülü
onsemi FNA25060 600V 50A 3 Faz IGBT IPM Güç Modülü
onsemi FNA25060, Motion SPM® 2 serisine ait, motor sürücü ve inverter uygulamaları için geliştirilmiş 600V 50A 3 faz IGBT Intelligent Power Module (IPM) güç modülüdür. Modül içerisinde üç fazlı inverter çıkış katını oluşturan IGBT'ler, gate sürücü entegreleri, bootstrap diyotları ve çeşitli koruma fonksiyonları entegre olarak bulunur.
FNA25060, AC endüksiyon motorları, BLDC ve PMSM motorların sürülmesinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Entegre yüksek hızlı HVIC gate sürücüleri, lojik seviyeli kontrol sinyallerini modül içerisindeki yüksek gerilim ve yüksek akımlı IGBT'leri sürmek için uygun hale getirir. Düşük kayıplı ve kısa devre dayanımlı IGBT yapısı, motor kontrol uygulamalarında yüksek verimli güç anahtarlama imkanı sağlar.
Modülde ayrıca alt gerilim kilitleme (UVLO), aşırı akım koruması, sıcaklık izleme, hata çıkışı ve ayarlanabilir aşırı akım algılama gibi koruma özellikleri bulunur. Dahili NTC termistör, modül sıcaklığının izlenmesini sağlar. Üretici verilerine göre izolasyon gerilimi 2500Vrms / 1 dakika seviyesindedir.
Teknik Özellikler
| Üretici | onsemi |
| Eski Üretici / Marka | Fairchild Semiconductor |
| Ürün Kodu | FNA25060 |
| Seri | Motion SPM® 2 |
| Ürün Tipi | 3 Faz IGBT Intelligent Power Module (IPM) |
| IGBT Gerilim Sınıfı | 600V |
| Her IGBT Kolektör Akımı | 50A |
| Tepe Kolektör Akımı | 100A, 1ms darbe |
| 3 Faz Yapı | U / V / W |
| DC-Link Besleme Gerilimi | Önerilen maksimum 400V |
| DC-Link Mutlak Maksimum Gerilim | 450V |
| DC-Link Darbe Gerilimi | 500V |
| Kontrol Besleme Gerilimi | 15V tipik, 14.5V - 16.5V |
| High-Side Bias Gerilimi | 15V tipik |
| PWM Frekansı | Maks. 20kHz |
| Junction Sıcaklığı | -40°C - +150°C |
| Modül Çalışma Sıcaklığı | -40°C - +125°C |
| İzolasyon Gerilimi | 2500Vrms / 1 dakika |
| NTC Termistör | Dahili |
| Bootstrap Diyotları | Dahili |
| Kısa Devre Koruması | Var |
| Aşırı Akım Koruması | Var |
| Alt Gerilim Kilitleme (UVLO) | Var |
| Hata Çıkışı | Var |
| Montaj | Through-Hole |
| Paket | 34-PowerDIP Module / SPMCA-A34 |
| Pin Sayısı | 34 |
Öne Çıkan Özellikler
- 600V IGBT güç katı: Yüksek gerilimli üç fazlı motor sürücü ve inverter uygulamaları için tasarlanmıştır.
- 50A IGBT akım kapasitesi: Her bir inverter IGBT'si için üretici tarafından 50A kolektör akımı belirtilmiştir.
- 3 faz inverter: U, V ve W fazları için komple inverter güç katını tek modül içerisinde sunar.
- Dahili gate sürücüleri: High-side ve low-side IGBT sürücü devreleri modül içerisinde entegredir.
- Dahili bootstrap diyotları: High-side gate sürücü beslemesinin oluşturulmasını kolaylaştırır.
- Ayarlanabilir aşırı akım koruması: Entegre sense-IGBT yapısı üzerinden aşırı akım koruması gerçekleştirilebilir.
- Dahili NTC: Modül sıcaklığının izlenmesine ve termal yönetimin gerçekleştirilmesine yardımcı olur.
- Kısa devre koruması: Güç katının kısa devre durumlarına karşı korunmasına yardımcı olan entegre koruma fonksiyonuna sahiptir.
- Hata bildirimi: FO pini üzerinden hata durumu kontrol devresine bildirilebilir.
- 2500Vrms izolasyon: Güç modülü ile soğutucu arasında yüksek izolasyon seviyesi sağlar.
Güç Katı ve IGBT Yapısı
FNA25060 içerisinde üç fazlı inverter yapısı için toplam altı adet IGBT güç anahtarı bulunur. Her faz için bir high-side ve bir low-side IGBT kullanılır. Low-side IGBT'lerin negatif terminalleri ayrı olarak sunulduğundan, üç fazlı akım algılama ve farklı motor kontrol algoritmaları desteklenebilir.
Üretici tarafından her IGBT için 600V kolektör-emiter gerilimi, 25°C kasa sıcaklığı koşulunda 50A kolektör akımı ve 1ms darbe süresinde 100A tepe akımı belirtilmektedir. Bu değerler uygulama koşullarına ve termal tasarıma bağlı olarak değerlendirilmelidir.
Gate Sürücü ve Koruma Fonksiyonları
FNA25060'ın dahili HVIC gate sürücüleri, harici yüksek gerilimli sürücü devresi ihtiyacını azaltır. High-side ve low-side sürücüler için ayrı besleme ve kontrol bağlantıları bulunur. Dahili UVLO, aşırı akım algılama ve hata çıkışı motor sürücü sistemlerinin korunmasına yardımcı olur.
Aşırı akım koruma seviyesi, entegre sense-IGBT yapısı ve harici algılama elemanları kullanılarak uygulamaya göre ayarlanabilir. Kısa devre koruma özelliği, güç katının tehlikeli çalışma koşullarında korunmasına yardımcı olur.
Termal Yönetim
FNA25060, düşük termal direnç sağlayan Al2O3 DBC (Direct Bonded Copper) alt tabaka teknolojisine sahiptir. Üretici verilerine göre inverter IGBT kısmı için jonksiyon-kasa termal direnci her bir IGBT için yaklaşık 0.65°C/W, inverter serbest dolaşım diyodu için ise yaklaşık 1.12°C/W'dır.
Dahili NTC termistör, modülün sıcaklığının kontrol sistemi tarafından izlenmesini sağlar. Soğutucu seçimi, termal macun/arayüz malzemesi, montaj torku ve gerçek yük koşulları toplam termal performans açısından dikkate alınmalıdır.
Kullanım Alanları
- AC endüksiyon motor sürücüleri
- BLDC motor sürücüleri
- PMSM motor sürücüleri
- Üç fazlı inverterler
- Endüstriyel hareket kontrol sistemleri
- Servo ve motor kontrol sistemleri
- Endüstriyel otomasyon
- AC motor kontrol üniteleri
- 200V sınıfı AC motor uygulamaları
Paket ve Bağlantılar
FNA25060, 34 pinli PowerDIP modül yapısındadır. Modül üzerinde DC-Link pozitif ve negatif bağlantıları, U/V/W üç faz çıkışları, high-side ve low-side gate sürücü bağlantıları, kontrol beslemeleri, hata çıkışı ve NTC sıcaklık algılama bağlantıları bulunur.
Modülün pin yapısında P pozitif DC-Link girişi, W/V/U faz çıkışları ve her faz için ayrı low-side negatif terminaller bulunur. Toplam 34 pinli bağlantı yapısı, entegre gate sürücü ve koruma devrelerinin harici kontrol devresine bağlanmasını sağlar.
Önemli Teknik Not
FNA25060 ürün kodundaki “25” ifadesi 25A nominal akım anlamına gelmez. Üretici datasheet'inde ürün 600V 50A 3 Faz IGBT Inverter olarak tanımlanmaktadır. 50A değeri de her bir IGBT için belirtilen kolektör akımıdır ve gerçek kullanılabilir sürekli çıkış akımı; soğutma, anahtarlama frekansı, kasa sıcaklığı, PWM koşulları ve uygulama tasarımına göre belirlenmelidir.