Infineon 20-150kHz

Конечно. Вот подробное описание, технические характеристики и список совместимых компонентов для семейства транзисторов Infineon, оптимизированных для работы в диапазоне частот 20–150 кГц.

Общее Описание

Семейство силовых MOSFET и IGBT транзисторов Infineon, предназначенных для работы в диапазоне частот 20–150 кГц, представляет собой высокоэффективные компоненты, разработанные для применений, требующих оптимального баланса между коммутационными потерями и проводимостью.

Эти частоты типичны для современных импульсных источников питания (SMPS), инверторов, сварочного оборудования, систем индукционного нагрева и драйверов двигателей. Транзисторы в этом диапазоне обладают следующими ключевыми преимуществами:

• Низкое сопротивление в открытом состоянии (Rds(on) / Vce(sat)): Минимизирует потери на проводимость, повышая общий КПД.
• Высокая скорость переключения: Позволяет уменьшить размеры пассивных компонентов (трансформаторов, дросселей), снижая стоимость и габариты системы.
• Оптимизированные динамические характеристики: Снижают выбросы напряжения и риск возникновения паразитных колебаний.
• Робастность и надежность: Высокие показатели стойкости к импульсным перенапряжениям (Avalanche Ruggedness) и устойчивой работе в области безопасной работы (SOA).

Для данного частотного диапазона используются две основные технологии:

1. Superjunction MOSFET (CoolMOS™): Идеальны для жесткого переключения (hard switching) в диапазоне 20–100 кГц и выше. Обладают крайне низким Rds(on) для своих категорий.
2. IGBT (серии IRGP/IRGPx): Часто являются лучшим выбором в диапазоне 20–50 кГц, особенно при высоких токах и напряжениях, где низкое падение напряжения насыщения (Vce(sat)) критично. На более высоких частотах (ближе к 100 кГц и выше) коммутационные потери IGBT становятся слишком высокими, и MOSFET выигрывают.

Технические Характеристики (Обобщенные)

Характеристики зависят от конкретной серии и парт номера. Ниже приведены типичные параметры для компонентов, используемых в этом диапазоне.

Для CoolMOS™ (например, серии C7, CP, P7)

• Диапазон напряжений (Vds): 500 В, 600 В, 650 В, 700 В, 800 В
• Диапазон токов (Id): От ~4 А до 50 А и более (при Tc=100°C)
• Сопротивление в открытом состоянии (Rds(on)): От ~15 мОм до 300 мОм (зависит от напряжения и корпуса)
• Заряд затвора (Qg): Низкий и сверхнизкий, что облегчает управление и снижает потери в драйвере.
• Скорость переключения: Очень высокая, что требует внимания к layout'у платы.
• Корпуса: TO-220, TO-220 FullPAK, TO-247, D²PAK, PG-TO247, SMD-корпуса (e.g., DPAK).

Для IGBT (например, серии IRGP4x, IRGP5x)

• Диапазон напряжений (Vces): 600 В, 1200 В
• Диапазон токов (Ic): От ~15 А до 70 А (при Tc=100°C)
• Напряжение насыщения (Vce(sat)): Обычно в диапазоне 1.8 - 2.5 В (типичное значение, низкое для серий с "Low Vce").
• Время включения/выключения (ton/toff): Оптимизированы для работы на средних частотах.
• Корпуса: TO-220, TO-247, D²PAK.

Парт Номера (Part Numbers) и Совместимые Модели

Поскольку Infineon со временем приобретал другие компании (International Rectifier, IRF), номенклатура очень обширна. Ниже приведены популярные серии и конкретные парт номера, подходящие для диапазона 20–150 кГц, сгруппированные по технологии.

1. Superjunction MOSFET (CoolMOS™) - для частот ~20 кГц - 100+ кГц

| Парт Номер | Напряжение | Ток (Id) | Rds(on) макс. | Корпус | Примечание | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | SPW47N60C3 | 650 В | 47 А | 69 мОм | TO-247 | Классическая, надежная модель | | IPP60R099C7 | 650 В | 35 А | 99 мОм | TO-220 | CoolMOS™ C7, высокая эффективность | | IPP65R050C7 | 650 В | 43 А | 50 мОм | TO-220 | CoolMOS™ C7, очень низкое Rds(on) | | IPA60R280C7 | 650 В | 11 А | 280 мОм | TO-220 | CoolMOS™ C7, для маломощных приложений | | SPW20N65C3 | 650 В | 20 А | 150 мОм | TO-247 | | | IRFP460 / IRFP460A | 500 В | 20 А | 270 мОм | TO-247 | Легендарная модель от IR, все еще популярна |

Совместимые / Аналогичные серии от других производителей:

• STMicroelectronics: SuperMesh series (e.g., STW20NM65, STP26NM65)
• ON Semiconductor: SuperFET series (e.g., FCPF06565, FCP190N60)
• Toshiba: DTMOS IV series (e.g., TK65A60W, TK90A65W)

2. IGBT - для частот ~20 кГц - 50 кГц

| Парт Номер | Напряжение | Ток (Ic) | Vce(sat) макс. | Корпус | Примечание | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | IRGP4072D | 1200 В | 52 А | 2.0 В | TO-247 | Trench IGBT, низкие потери | | IRG4PC50UD | 600 В | 55 А | 1.8 В | TO-247 | Ultra Fast IGBT | | IRG4PH50UD | 1200 В | 45 А | 2.6 В | TO-247 | Ultra Fast IGBT для высокого напряжения | | IRG4BC30KD | 600 В | 23 А | 1.65 В | TO-220 | IGBT с низким Vce(sat) | | IRG4BC30UD | 600 В | 23 А | 1.8 В | TO-220 | Ultra Fast IGBT |

Совместимые / Аналогичные серии от других производителей:

• STMicroelectronics: H series, Ultra fast series (e.g., STGW40H65, STGIxH65)
• Fuji Electric: V series, N series
• Mitsubishi: CM Series

Рекомендации по Выбору

1. Частота > 60-70 кГц: Однозначно выбирайте CoolMOS™ или аналогичные SJ MOSFET. IGBT на таких частотах будут иметь неприемлемо высокие коммутационные потери.
2. Частота 20-50 кГц:
   • Если ключевым параметром является минимальное падение напряжения (проводимость) при высоком токе, и частота ближе к 20-40 кГц — выбирайте IGBT.
   • Если ключевым параметром являются коммутационные потери, и частота ближе к 40-60 кГц — выбирайте MOSFET.
3. Напряжение: Для сетевых источников питания (~400 В после выпрямителя) достаточно 500-650 В. Для трехфазных систем (~600 В после выпрямителя) и для обеспечения запаса по надежности выбирайте 650-1200 В.
4. Корпус: Зависит от мощности и системы охлаждения. TO-247 — для мощных применений, TO-220 — для средних.

Важно: При замене аналогами всегда сверяйтесь с даташитами, обращая внимание на напряжение, ток, динамические характеристики (Qg, td(on/off)) и цоколевку. Параметры могут отличаться, что потребует корректировки драйвера затвора.