ABB FS300R12KE3/AGDR-72C IGBT-Modul | 1200V 300A

ABB FS300R12KE3/AGDR-72C IGBT-Modul – Hochleistungs-Leistungshalbleiter mit integriertem Gate-Treiber

Der ABB FS300R12KE3/AGDR-72C ist ein hochwertiges IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Leistungsmodul mit integrierter AGDR-72C Gate-Treiberplatine, entwickelt für hocheffiziente Leistungsumwandlung in industriellen Motorantrieben, erneuerbaren Energie-Wechselrichtern und Traktionsanwendungen. Mit einer Spannungsfestigkeit von 1200V und einer Stromkapazität von 300A bietet dieses Modul herausragende Schaltleistung, thermisches Management und Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Leistungselektroniksystemen.

Kerntechnische Spezifikationen

• Spannungsfestigkeit: 1200V (VCES Kollektor-Emitter-Spannung)
• Strombelastbarkeit: 300A (IC Nenn-Kollektorstrom bei 25°C)
• Gehäusetyp: ECONO+ (kompakter, industriegerechter Footprint)
• Gate-Treiber: AGDR-72C integrierte Treiberplatine mit optischer Isolation
• Schaltfrequenz: Bis zu 20 kHz (anwendungsabhängig)
• Topologie: Six-Pack-Konfiguration (Dreiphasen-Brücke)
• Wärmewiderstand: Rth(j-c) = 0,12 K/W pro IGBT
• Betriebstemperatur: -40°C bis +125°C (Junction-Temperatur)
• Isolationsspannung: 4000V AC (Modul zum Kühlkörper)
• Gewicht: 0,5 kg (Modul mit Gate-Treiber)
• Herkunft: Finnland (ABB Fertigungsstätte)
• HS-Code: 85049090 (Teile für elektrische Transformatoren und statische Umrichter)
• Zertifizierungen: CE, UL, RoHS konform

AGDR-72C Gate-Treiber Merkmale

Optische Isolation: Die AGDR-72C-Treiberplatine bietet galvanische Trennung zwischen Steuerlogik und Hochspannungs-Leistungsstufen mittels faseroptischer Signalübertragung. Dies eliminiert Gleichtaktstörungen und schützt empfindliche Mikrocontroller-Schaltungen vor Spannungstransienten während Schaltvorgängen.

Kurzschlussschutz: Integrierte Desaturations-Erkennung (DESAT) überwacht die Kollektor-Emitter-Spannung des IGBT während der Leitung und löst bei Überstrom- oder Kurzschlussfehlern innerhalb von 2 Mikrosekunden eine sanfte Abschaltung aus. Dieser Schutzmechanismus verhindert katastrophale Geräteschäden und verlängert die Lebensdauer des Moduls.

Active Gate Control: Programmierbare Gate-Widerstände ermöglichen die Optimierung der Ein-/Ausschaltcharakteristika und balancieren Schaltverluste gegen die Erzeugung elektromagnetischer Störungen (EMI). Der Treiber unterstützt Gate-Spannungen von +15V/-8V für eine robuste IGBT-Steuerung bei extremen Temperaturen.

Fehlerdiagnose: Echtzeit-Statussignale (bereit, Fehler, DESAT) werden über Glasfaserverbindungen mit Steuerungssystemen verbunden, was vorausschauende Wartung und schnelle Fehlerisolierung in Multi-Modul-Wechselrichter-Konfigurationen ermöglicht.

Anwendungsszenarien & Leistungskonversionslösungen

Frequenzumrichter (VFDs): Einsatz in industriellen Motorsteuerungsanwendungen von 75 kW bis 250 kW, einschließlich Pumpen, Lüfter, Kompressoren und Förderanlagen. Die 1200V Nennspannung ermöglicht 690V AC-Motorsysteme mit ausreichender Spannungsreserve für Gleichstromzwischenkreis-Überspannungstransienten. Niedrige Leitverluste (VCE(sat) = 2,0V typisch) maximieren die Effizienz des Antriebs und reduzieren den Energieverbrauch um bis zu 3% gegenüber IGBTs der vorherigen Generation.

Solarwechselrichter: Integration in Zentralwechselrichter für netzgebundene Photovoltaik-Anlagen (500 kW bis 1 MW+). Die hohe Schaltfrequenzfähigkeit des Moduls ermöglicht kompakte LC-Filter-Designs, die Größe und Gewicht des Wechselrichters reduzieren. Verbesserte thermische Zyklusfestigkeit (>100.000 Zyklen) gewährleistet 25-jährige Betriebsdauer unter rauen Außenbedingungen.

Windkraftanlagen-Wechselrichter: Einsatz in Vollumrichter-Topologien für 2-3 MW Windkraftanlagen, die Generatorseitengleichrichtung und Netzseitige Inversion übernehmen. Der niedrige thermische Widerstand des ECONO+-Gehäuses erleichtert luftgekühlte Kühlkörper-Designs und eliminiert die Komplexität der Flüssigkeitskühlung in nacellenmontierten Wechselrichtern.

Traktionswechselrichter: Versorgung von elektrischen Lokomotiven, U-Bahnen und Industrie-Fahrzeugen, die robuste, hochzuverlässige Leistungselektronik erfordern. Die Kurzschlussfestigkeit des Moduls (10 Mikrosekunden bei 2x Nennstrom) bietet kritischen Schutz bei Radschlupf-Ereignissen und Notbrems-Szenarien.

Thermisches Management & Systemdesign

Kühlkörper-Schnittstelle: Das ECONO+-Gehäuse verfügt über eine flache Kupfer-Basisplatte, die für die Anwendung von Wärmeleitmaterial (TIM) optimiert ist. Empfohlene TIM-Dicke beträgt 50-100 Mikrometer unter Verwendung von silikonbasierten Wärmeleitpads oder Phasenwechselmaterialien. Richtiger Montage-Drehmoment (3-5 Nm) gewährleistet <0,02 K/W Kontaktwiderstand.

Kühlungsanforderungen: Bei 300A Dauerbetrieb mit 20 kHz Schaltfrequenz dissipiert das Modul etwa 450W (150W Leitverluste + 300W Schaltverluste). Zwangsbelüftung mit 200 CFM Luftstrom hält die Sperrschichttemperaturen unter 100°C mit einem 0,15 K/W Kühlkörper. Flüssigkeitskühlung ermöglicht Betrieb bei 125°C Sperrschichttemperatur für maximale Leistungsdichte.

Parallelschaltungsfähigkeit: Mehrere FS300R12KE3-Module können parallel geschaltet werden, um höhere Stromstärken (600A, 900A) zu erreichen, wobei abgestimmte Gate-Treiber-Timing und symmetrische Sammelschienenlayouts verwendet werden. Eine Stromverteilung mit einer Genauigkeit von ±5% ist bei ordnungsgemäßer thermischer Ausbalancierung erreichbar.

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Installations- & Inbetriebnahmerichtlinien

Mechanische Montage: Montieren Sie das Modul auf einen vorbearbeiteten Kühlkörper mit M5-Schrauben und Federringen. Tragen Sie Wärmeleitmaterial gleichmäßig auf die Grundplatte vor der Installation auf. Ziehen Sie die Montageschrauben in Kreuzmuster an, um eine gleichmäßige Druckverteilung und minimale thermische Widerstände zu gewährleisten.

Elektrische Anschlüsse: Verbinden Sie DC-Bus-Klemmen mit laminierten Kupfer-Sammelschienen, um Streuinduktivität zu minimieren (<50 nH). Installieren Sie Snubber-Kondensatoren (Foliensorte, 1-5 µF) direkt über den DC-Klemmen, um Spannungsspitzen beim Abschalten des IGBT zu unterdrücken. Führen Sie Glasfaserkabel des Gate-Treibers fern von Hochstromleitern, um EMI-Kopplung zu vermeiden.

Gate-Treiber-Konfiguration: Speisen Sie die AGDR-72C Treiberplatine mit einer isolierten 15V DC-Versorgung (±5% Regelung). Konfigurieren Sie Gate-Widerstände je nach Anwendungsanforderungen: niedriger Widerstand (2-5Ω) für schnelles Schalten in Hochfrequenzwechselrichtern, höherer Widerstand (10-20Ω) zur Reduzierung von EMI in Motorantriebsanwendungen.

Schutzkoordination: Schnittstelle DESAT-Fehlerausgänge mit Notabschaltlogik des Steuerungssystems. Implementieren Sie Überspannungsschutz am DC-Bus (1400V Schwelle) und Überstromerkennung (1,5x Nennstrom) auf Systemebene. Überprüfen Sie die Reaktionszeit des Kurzschlussschutzes durch kontrollierte Fehlerinjektion während der Inbetriebnahme.

Qualitätssicherung & Zuverlässigkeit

• Werksprüfung: Jedes Modul durchläuft 100% elektrische Prüfung einschließlich VCES-Leckstrom, VCE(sat)-Messung und Gate-Schwellenwertprüfung
• Thermische Zyklen: Qualifiziert nach IEC 60749-25 mit >50.000 Leistungzyklen (-40°C bis +125°C)
• Feuchtigkeitsbeständigkeit: Erfüllt IEC 60068-2-78 Prüfung bei feuchter Hitze (85°C, 85% rel. Luftfeuchte, 1000 Stunden)
• Vibrationsbeständigkeit: Entspricht IEC 60068-2-6 sinusförmiger Schwingung (10-150 Hz, 2g Beschleunigung)
• Garantie: 24 Monate Herstellergarantie auf Material- und Verarbeitungsfehler

Warum Industrial Control Hub wählen?

• ✓ Echte ABB-Komponenten: Werksversiegelte Module mit vollständiger Rückverfolgbarkeit und Echtheitsprüfung
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Bestellinformationen

• Teilenummer: FS300R12KE3/AGDR-72C
• Verfügbarkeit: Auf Lager – sofort versandbereit
• Lieferzeit: 3-5 Werktage (Standardversand)
• Lieferumfang: IGBT-Modul mit integriertem AGDR-72C Gate-Treiber, Montagematerial, technische Datenblatt
• Mindestbestellmenge: 1 Einheit
• Empfohlenes Zubehör: Wärmeleitmaterial, Glasfaserkabel, DC-Zwischenkreiskondensatoren

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