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

Module IGBT ABB FS300R12KE3/AGDR-72C – Semi-conducteur de puissance haute performance avec driver de grille intégré

Le ABB FS300R12KE3/AGDR-72C est un module de puissance IGBT (Transistor Bipolaire à Grille Isolée) haut de gamme intégrant une carte driver AGDR-72C, conçu pour la conversion d’énergie à haute efficacité dans les entraînements moteurs industriels, les onduleurs d’énergies renouvelables et les applications de traction. Avec une tension nominale de 1200V et une capacité de courant de 300A, ce module offre des performances exceptionnelles de commutation, une gestion thermique optimale et une fiabilité accrue dans les systèmes électroniques de puissance exigeants.

Spécifications techniques principales

• Tension Nominale : 1200V (tension collecteur-émetteur VCES)
• Courant Nominal : 300A (courant collecteur nominal IC à 25°C)
• Type de Boîtier : ECONO+ (empreinte compacte standard industrielle)
• Driver de Grille : Carte driver intégrée AGDR-72C avec isolation optique
• Fréquence de Commutation : Jusqu’à 20 kHz (selon application)
• Topologie : Configuration six-pack (pont triphasé)
• Résistance Thermique : Rth(j-c) = 0,12 K/W par IGBT
• Température de Fonctionnement : -40°C à +125°C (température de jonction)
• Tension d’Isolation : 4000V AC (module vers dissipateur)
• Poids : 0,5 kg (module avec driver de grille)
• Origine : Finlande (site de fabrication ABB)
• Code SH : 85049090 (pièces pour transformateurs électriques et convertisseurs statiques)
• Certifications : Conforme CE, UL, RoHS

Caractéristiques du Driver de Grille AGDR-72C

Isolation Optique : La carte driver AGDR-72C fournit une isolation galvanique entre la logique de commande et les étages de puissance haute tension grâce à une transmission de signal par fibre optique. Cela élimine les interférences de bruit en mode commun et protège les circuits microcontrôleurs sensibles des transitoires de tension lors des commutations.

Protection Contre les Courts-Circuits : La détection intégrée de désaturation (DESAT) surveille la tension collecteur-émetteur de l’IGBT pendant la conduction, déclenchant un arrêt progressif en moins de 2 microsecondes lors de la détection d’un surcourant ou d’un court-circuit. Ce mécanisme de protection prévient les défaillances catastrophiques du dispositif et prolonge la durée de vie du module.

Contrôle Actif de la Grille : Des résistances de grille programmables permettent d’optimiser les caractéristiques de commutation, équilibrant les pertes de commutation et la génération d’interférences électromagnétiques (EMI). Le driver supporte des tensions de grille de +15V/-8V pour un contrôle robuste des IGBT à travers des extrêmes de température.

Diagnostic de Défauts : Les signaux d'état en temps réel (prêt, défaut, DESAT) s'interfacent avec les systèmes de contrôle via des liaisons fibre optique, permettant la maintenance prédictive et l'isolation rapide des défauts dans des configurations d'onduleurs multi-modules.

Scénarios d'Application & Solutions de Conversion de Puissance

Variateurs de Fréquence (VFD) : Déployez dans des applications de contrôle moteur industriel allant de 75 kW à 250 kW, incluant pompes, ventilateurs, compresseurs et systèmes de convoyage. La tension nominale de 1200V convient aux systèmes moteurs 690V AC avec une marge de tension suffisante pour les transitoires de surtension sur le bus DC. Les faibles pertes en conduction (VCE(sat) = 2,0V typique) maximisent l'efficacité du variateur, réduisant la consommation d'énergie jusqu'à 3% par rapport aux IGBT de génération précédente.

Onduleurs Solaires : Intégrez dans des onduleurs centraux pour installations photovoltaïques à l'échelle industrielle (500 kW à plus de 1 MW). La capacité de haute fréquence de commutation du module permet des conceptions compactes de filtres LC, réduisant la taille et le poids de l'onduleur. La performance améliorée en cyclage thermique (>100 000 cycles) garantit une durée de vie opérationnelle de 25 ans dans des environnements extérieurs difficiles.

Convertisseurs d'Éoliennes : Utilisez dans des topologies de convertisseurs à grande échelle pour éoliennes de 2-3 MW, gérant la redressement côté générateur et l'inversion côté réseau. La faible résistance thermique du boîtier ECONO+ facilite les conceptions de dissipateurs refroidis par air, éliminant la complexité du refroidissement liquide dans les convertisseurs montés sur nacelle.

Onduleurs de Traction : Alimentez les locomotives électriques, métros et véhicules industriels nécessitant une électronique de puissance robuste et fiable. La capacité de tenue en court-circuit du module (10 microsecondes à 2x le courant nominal) offre une protection critique lors des événements de patinage des roues et des scénarios de freinage d'urgence.

Gestion Thermique & Conception Système

Interface du Dissipateur : Le boîtier ECONO+ dispose d'une base en cuivre plate optimisée pour l'application de matériau d'interface thermique (TIM). L'épaisseur recommandée du TIM est de 50-100 microns en utilisant des pads thermiques à base de silicone ou des matériaux à changement de phase. Un couple de montage approprié (3-5 Nm) assure une résistance de contact <0,02 K/W.

Exigences de Refroidissement : En fonctionnement continu à 300A avec une commutation à 20 kHz, le module dissipe environ 450W (150W pertes en conduction + 300W pertes en commutation). Un refroidissement par air forcé avec un débit de 200 CFM maintient la température de jonction en dessous de 100°C avec un dissipateur thermique de 0,15 K/W. Le refroidissement liquide permet une opération à 125°C de température de jonction pour une densité de puissance maximale.

Capacité de Parallélisation : Plusieurs modules FS300R12KE3 peuvent être parallélisés pour atteindre des courants plus élevés (600A, 900A) en utilisant une synchronisation de driver de porte appariée et des dispositions symétriques de barres omnibus. Une précision de partage de courant de ±5% est réalisable avec un équilibrage thermique approprié.

Modules IGBT & Composants d'Électronique de Puissance Associés

Directives d'installation et de mise en service

Assemblage mécanique : Montez le module sur un dissipateur pré-usiné à l'aide de vis M5 avec rondelles ressort. Appliquez uniformément le matériau d'interface thermique sur la plaque de base avant l'installation. Serrez les vis de montage en croix pour assurer une répartition uniforme de la pression et minimiser la résistance thermique.

Connexions électriques : Connectez les bornes du bus CC à l'aide de barres omnibus en cuivre laminé pour minimiser l'inductance parasite (<50 nH). Installez des condensateurs snubber (type film, 1-5 µF) directement aux bornes CC pour supprimer les surtensions lors de la coupure de l'IGBT. Éloignez les câbles à fibre optique du driver de grille des conducteurs à fort courant pour éviter le couplage EMI.

Configuration du driver de grille : Alimentez la carte driver AGDR-72C avec une alimentation CC isolée de 15 V (régulation ±5 %). Configurez les résistances de grille selon les exigences de l'application : résistance plus faible (2-5Ω) pour une commutation rapide dans les onduleurs haute fréquence, résistance plus élevée (10-20Ω) pour réduire les EMI dans les applications d'entraînement moteur.

Coordination de protection : Interfacez les sorties de défaut DESAT avec la logique d'arrêt d'urgence du système de contrôle. Mettez en œuvre la protection contre les surtensions du bus CC (seuil 1400 V) et la détection de surcourant (1,5x courant nominal) au niveau système. Vérifiez le temps de réponse de la protection contre les courts-circuits en injectant des défauts contrôlés lors de la mise en service.

Assurance qualité & fiabilité

• Tests en usine : Chaque module subit un test électrique à 100 % incluant la fuite VCES, la mesure VCE(sat) et la vérification de la tension de seuil de grille
• Cycles thermiques : Qualifié selon la norme IEC 60749-25 avec >50 000 cycles de puissance (-40°C à +125°C)
• Résistance à l'humidité : Conforme aux tests de chaleur humide IEC 60068-2-78 (85°C, 85 % HR, 1000 heures)
• Résistance aux vibrations : Conforme à la norme IEC 60068-2-6 pour vibrations sinusoïdales (10-150 Hz, accélération 2g)
• Garantie : Garantie fabricant de 24 mois couvrant les défauts de matériaux et de fabrication

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Informations de commande

• Numéro de pièce : FS300R12KE3/AGDR-72C
• Disponibilité : En stock – prêt pour expédition immédiate
• Délai : 3-5 jours ouvrables (livraison standard)
• Contenu du paquet : Module IGBT avec driver de grille intégré AGDR-72C, matériel de montage, fiche technique
• Quantité minimale de commande : 1 unité
• Accessoires recommandés : Matériau d'interface thermique, câbles à fibre optique, condensateurs de liaison CC

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