Công nghệ quản lý nhiệt của Mô-đun Nguồn

Tin tức ngày 19 tháng 8 năm 2025 — Trước sự phát triển nhanh chóng của năng lượng mới và điện tử công nghiệp, IGBT Field-Stop 600V FGH60N60UFD đang nổi lên như một thiết bị nguồn cốt lõi cho bộ biến tần quang điện, thiết bị hàn công nghiệp và hệ thống UPS, nhờ vào đặc tính dẫn và chuyển mạch tuyệt vời của nó. Với công nghệ field-stop tiên tiến, thiết bị này cung cấp điện áp rơi bão hòa thấp 1.9V và tổn thất chuyển mạch 14μJ/A, mang đến một giải pháp đáng tin cậy cho việc chuyển đổi năng lượng hiệu quả cao.

Kiến trúc năng lượng hiệu quả cao
  FGH60N60UFD sử dụng gói TO-247-3 và tích hợp cấu trúc IGBT field-stop, mang lại điện áp rơi bão hòa cực thấp chỉ 1.9V ở dòng điện hoạt động 60A—giảm tổn thất dẫn điện 20% so với IGBT thông thường. Thiết kế lớp lưu trữ điện tích được tối ưu hóa của nó cho phép năng lượng tắt cực thấp là 810μJ, hỗ trợ chuyển mạch tần số cao trên 20kHz.

Thiết kế độ tin cậy nâng cao

Khả năng chịu nhiệt độ: Phạm vi nhiệt độ tiếp giáp từ -55°C đến 150°C, đáp ứng các yêu cầu về môi trường cấp công nghiệp

 Đảm bảo độ bền: Điện áp đánh thủng 600V và khả năng dòng xung 180A để chống lại sự đột biến thoáng qua

 Tuân thủ sinh thái: Tuân thủ RoHS, không chứa các chất độc hại bị hạn chế

Các thông số hiệu suất chính

1. Hệ thống biến tần quang điện

  Trong bộ biến tần chuỗi, thiết bị này đạt hiệu suất chuyển đổi trên 98.5% thông qua việc điều khiển cổng được tối ưu hóa (điện áp điều khiển được khuyến nghị là 15V). Đặc tính phục hồi ngược nhanh (trr=47ns) giúp giảm tổn thất diode freewheeling 46%.

2. Thiết bị hàn công nghiệp
  Khi được sử dụng trong mạch nguồn chính của máy hàn hồ quang, kết hợp với các giải pháp làm mát bằng nước (điện trở nhiệt <0.5°C/W), nó hỗ trợ đầu ra dòng điện liên tục 60A với nhiệt độ tăng được kiểm soát ở ΔT<30K, đảm bảo hoạt động ổn định kéo dài.

3. UPS trung tâm dữ liệu
  Trong mạch PFC tần số cao 20kHz, thiết bị này làm giảm tổn thất chuyển mạch 35% so với MOSFET dựa trên silicon, tăng hiệu suất hệ thống lên trên 96% và giảm thiểu đáng kể lãng phí năng lượng.

1. Thiết kế mạch điều khiển

Lựa chọn điện trở cổng:

Dựa trên công thức,Giá trị ban đầu được khuyến nghị: 5Ω (yêu cầu tối ưu hóa trong thực tế)

Mạch bảo vệ:

Song song diode Zener 18V giữa cổng và nguồn để ngăn chặn sự cố quá áp

Thêm mạch kẹp Miller để triệt tiêu nhiễu xuyên âm cầu tay

2. Giải pháp quản lý nhiệt

Lựa chọn tản nhiệt:

Dựa trên công thức tản công suất，Trong điều kiện hoạt động 60A/20kHz, thiết bị yêu cầu tản nhiệt ≥50W. Nên sử dụng tản nhiệt bằng nhôm với điện trở nhiệt <1.5°C/W.

Quy trình lắp đặt:

Bôi keo tản nhiệt (K≥3W/mK)

Mô-men siết chặt phải được kiểm soát trong khoảng 0.6Nm ±10%

3. Thông số kỹ thuật bố trí PCB

Vòng lặp nguồn:

Sử dụng kết nối Kelvin để giảm thiểu điện cảm ký sinh

Duy trì khoảng cách ≥2mm giữa các đường đồng dương/âm (đối với hệ thống 600V)

Cách ly tín hiệu:

Sử dụng dây xoắn đôi hoặc dây có vỏ bọc cho tín hiệu điều khiển

Thực hiện kết nối một điểm giữa mass nguồn và mass tín hiệu

Trong bối cảnh quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu đang tăng tốc, công nghệ IGBT field-stop thế hệ thứ ba được đại diện bởi

FGH60N60UFD đang nắm bắt những cơ hội tăng trưởng mới. Trong lĩnh vực phát điện quang điện, thiết bị’s

khả năng tương thích với bộ biến tần chuỗi tiếp tục cải thiện, với thị phần toàn cầu dự kiến sẽ vượt quá 35% vào năm 2026. Trong

các ứng dụng công nghiệp, lợi thế về hiệu suất chi phí vượt trội của nó duy trì sự thống trị của nó trong thiết bị công suất trung bình

dưới 200kW, đặc biệt là trong máy hàn và bộ truyền động servo, nơi tỷ lệ thâm nhập của nó đã đạt 42%.

Ở cấp độ đổi mới công nghệ, các sản phẩm thế hệ tiếp theo sẽ phát triển theo các hướng sau:

1. Tích hợp thông minh: Cảm biến nhiệt độ tích hợp và mạch chẩn đoán lỗi

2. Tối ưu hóa vật liệu: Áp dụng công nghệ lớp thụ động mới để giảm tổn thất chuyển mạch thêm 15%

3. Đổi mới bao bì: Phát triển bao bì chân TO-247-4 để cho phép kết nối emitter Kelvin

Phân tích thị trường cho thấy thị trường IGBT toàn cầu sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) là 8.7% từ

2025 đến 2030, với các ứng dụng năng lượng mới chiếm hơn 55% mức tăng trưởng này. Tận dụng điện áp dẫn thấp của nó

giảm 1.9V và các đặc tính chuyển mạch vượt trội, FGH60N60UFD được định vị để chiếm một vị trí quan trọng về mặt chiến lược

trong sự mở rộng này.

Mạch bán cầu biến tần quang điện

Thông số kỹ thuật thành phần chính:

D1/D2: Diode phục hồi nhanh (Trr < 50ns)

C1/C2: Tụ điện phân ESR thấp

L1: Cuộn cảm hình xuyến sắt-silicon-nhôm

Điểm chính của thiết kế:

Thiết kế song song ba với điện trở chia sẻ dòng điện (0.1Ω/5W)

Máy biến áp lõi nano tinh thể để giảm tổn thất dòng điện xoáy

Lỗi đồng bộ hóa tín hiệu điều khiển <100ns

Lưu ý: Phân tích này dựa trên tài liệu kỹ thuật có sẵn công khai. Để thiết kế chi tiết, vui lòng tham khảo bảng dữ liệu chính thức FGH60N60UFD Rev.1.