探索 onsemi NGTB15N120FL2WG IGBT：高效開(kāi)關(guān)應(yīng)用的理想之選
探索 onsemi NGTB15N120FL2WG IGBT：高效開(kāi)關(guān)應(yīng)用的理想之選
在電子工程領(lǐng)域，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）一直是功率電子應(yīng)用中的關(guān)鍵組件。今天，我們將深入探討 onsemi 公司的 NGTB15N120FL2WG IGBT，看看它在開(kāi)關(guān)應(yīng)用中能帶來(lái)怎樣的卓越性能。
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產(chǎn)品概述
NGTB15N120FL2WG 采用了堅(jiān)固且經(jīng)濟(jì)高效的場(chǎng)截止 II 型溝槽結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予了它出色的性能，尤其在高要求的開(kāi)關(guān)應(yīng)用中表現(xiàn)卓越。它不僅具備低導(dǎo)通狀態(tài)電壓，還能將開(kāi)關(guān)損耗降至最低，非常適合用于 UPS（不間斷電源）和太陽(yáng)能逆變器等應(yīng)用。此外，該器件還集成了一個(gè)具有低正向電壓的軟快速續(xù)流二極管，進(jìn)一步提升了其整體性能。
關(guān)鍵特性
高效的場(chǎng)截止技術(shù)
該 IGBT 采用了極其高效的場(chǎng)截止技術(shù)，這使得它能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，其最大結(jié)溫 $T_{J max }$ 可達(dá) 175°C。這種技術(shù)不僅提高了器件的效率，還增強(qiáng)了其可靠性。
軟快速反向恢復(fù)二極管
集成的軟快速反向恢復(fù)二極管具有低正向電壓，能夠在開(kāi)關(guān)過(guò)程中快速恢復(fù)，減少了開(kāi)關(guān)損耗，提高了系統(tǒng)的效率。
高速開(kāi)關(guān)優(yōu)化
該 IGBT 經(jīng)過(guò)優(yōu)化，適用于高速開(kāi)關(guān)應(yīng)用，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作，減少了開(kāi)關(guān)時(shí)間，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
短路保護(hù)能力
它具備 10s 的短路保護(hù)能力，能夠在短路情況下保護(hù)器件不受損壞，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
無(wú)鉛設(shè)計(jì)
該器件采用無(wú)鉛設(shè)計(jì)，符合環(huán)保要求，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
典型應(yīng)用
太陽(yáng)能逆變器
在太陽(yáng)能逆變器中，NGTB15N120FL2WG 的低導(dǎo)通狀態(tài)電壓和低開(kāi)關(guān)損耗能夠提高逆變器的效率，將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，為家庭和工業(yè)用電提供穩(wěn)定的電力。
不間斷電源（UPS）
在 UPS 系統(tǒng)中，該 IGBT 能夠快速響應(yīng)市電的中斷，將電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，為關(guān)鍵設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
焊接設(shè)備
在焊接設(shè)備中，NGTB15N120FL2WG 的高速開(kāi)關(guān)能力和短路保護(hù)能力能夠確保焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性，提高焊接質(zhì)量。
電氣特性
絕對(duì)最大額定值
| 參數(shù) | 符號(hào) | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 集電極 - 發(fā)射極電壓 | $V_{CES}$ | 1200 | V |
| 集電極電流（$T_{C}=25^{circ}C$） | $I_{C}$ | 30 | A |
| 集電極電流（$T_{C}=100^{circ}C$） | $I_{C}$ | 15 | A |
| 受限于 $T_{Jmax}$ | 60 | A | |
| 二極管正向電流（$T_{C}=25^{circ}C$） | 30 | A | |
| 二極管脈沖電流（$T_{pulse}$ 受限） | 60 | A | |
| 柵極 - 發(fā)射極電壓（$T_{pulse}=5mu s$，$D<0.10$） | $V_{GE}$ | +20 / +30 | V |
| 功率耗散 | 294 | W | |
| 短路耐受時(shí)間（$V{GE}=15V$，$V{CE}=500V$，$T_{J}leq150^{circ}C$） | $T_{SC}$ | $mu s$ | |
| 工作結(jié)溫范圍 | $T_{J}$ | -55 至 +175 | °C |
| 存儲(chǔ)溫度范圍 | °C | ||
| 焊接引腳溫度（1/8"） | 260 | °C |
電氣特性（$T_{J}=25^{circ}C$，除非另有說(shuō)明）
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓（柵極 - 發(fā)射極短路） | $V{GE}=0V$，$I{C}=500A$ | $V_{(BR)CES}$ | 1200 | V | ||
| 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓 | $V{GE}=15V$，$I{C}=15A$，$T_{J}=175^{circ}C$ | $V_{CEsat}$ | 2.00 | 2.40 | V | |
| 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓 | $V{GE}=V{CE}$，$I_{C}=400A$ | $V_{GE(th)}$ | 4.5 | 5.65 | 6.5 | V |
| 集電極 - 發(fā)射極截止電流（柵極 - 發(fā)射極短路） | $V{GE}=0V$，$V{CE}=1200V$ | $I_{CES}$ | 0.4 | 4.0 | mA | |
| 柵極泄漏電流（集電極 - 發(fā)射極短路） | $V{GE}=20V$，$V{CE}=0V$ | $I_{GES}$ | 200 | nA | ||
| 輸入電容 | $V{CE}=20V$，$V{GE}=0V$，$f = 1MHz$ | $C_{ies}$ | 2640 | pF | ||
| 輸出電容 | $C_{oes}$ | 88 | pF | |||
| 反向傳輸電容 | $C_{res}$ | 50 | pF | |||
| 柵極總電荷 | $V{CE}=600V$，$I{C}=15A$，$V_{GE}=15V$ | $Q_{g}$ | 109 | nC | ||
| 柵極 - 發(fā)射極電荷 | $Q_{ge}$ | 23 | nC | |||
| 柵極 - 集電極電荷 | $Q_{gc}$ | 51 | nC |
開(kāi)關(guān)特性（感性負(fù)載）
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 導(dǎo)通延遲時(shí)間 | $T{J}=25^{circ}C$，$V{CC}=600V$，$I{C}=15A$，$R{g}=10Omega$，$V_{GE}=0V/15V$ | $t_{d(on)}$ | 64 | ns | ||
| 上升時(shí)間 | $t_{r}$ | 104 | ns | |||
| 關(guān)斷延遲時(shí)間 | $t_{d(off)}$ | 132 | ns | |||
| 下降時(shí)間 | $t_{f}$ | 173 | ns | |||
| 導(dǎo)通開(kāi)關(guān)損耗 | $E_{on}$ | 1.20 | mJ | |||
| 關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗 | $E_{off}$ | 0.37 | mJ | |||
| 總開(kāi)關(guān)損耗 | $E_{ts}$ | 1.57 | mJ |
二極管特性
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 符號(hào) | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 正向電壓 | $V{GE}=0V$，$I{F}=50A$，$T_{J}=175^{circ}C$ | $V_{F}$ | 2.00 | 2.30 | 2.60 | V |
| 反向恢復(fù)時(shí)間 | $T{J}=25^{circ}C$，$I{F}=15A$，$V{R}=200V$，$di{F}/dt = 200A/s$ | $t_{rr}$ | 110 | ns | ||
| 反向恢復(fù)電荷 | $Q_{rr}$ | 0.69 | C | |||
| 反向恢復(fù)電流 | $I_{rrm}$ | 11 | A |
熱特性
| 評(píng)級(jí) | 符號(hào) | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| IGBT 結(jié) - 殼熱阻 | $R_{JC}$ | 0.51 | °C/W |
| 二極管結(jié) - 殼熱阻 | $R_{JC}$ | 0.81 | °C/W |
| 結(jié) - 環(huán)境熱阻 | $R_{JA}$ | 40 | °C/W |
封裝與訂購(gòu)信息
該器件采用 TO - 247（無(wú)鉛）封裝，每軌 30 個(gè)單位。其標(biāo)記圖包含特定設(shè)備代碼、組裝位置、年份、工作周和無(wú)鉛封裝標(biāo)識(shí)等信息。
總結(jié)
onsemi 的 NGTB15N120FL2WG IGBT 憑借其高效的場(chǎng)截止技術(shù)、軟快速反向恢復(fù)二極管、高速開(kāi)關(guān)優(yōu)化和短路保護(hù)能力等特性，成為了太陽(yáng)能逆變器、UPS 和焊接設(shè)備等應(yīng)用的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師可以根據(jù)其電氣特性和熱特性，合理選擇和使用該器件，以提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
你在實(shí)際應(yīng)用中是否使用過(guò)類似的 IGBT 器件？在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。
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