项目 | 规格参数 |
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产品品牌 | 三菱电机(Mitsubishi Electric) |
产品类型 | 工业级 IGBT 功率模块(双管封装,内含 2 个独立 IGBT 芯片及反并联续流二极管) |
型号编码解析 | - ;CM:三菱 IGBT 模块系列标识;- ;600:单管额定集电极电流(A);- ;D:封装类型(D 系列,压接式 / 螺栓式封装);- ;U:绝缘类型(增强绝缘);- ;24:额定集电极 - 发射极电压(kV,即 2400V);- ;NFH:技术版本与特性标识(高频率、低损耗优化) |
核心功能 | 作为电力电子变流核心元件,实现电能的高效转换(如变频器中电机驱动信号的逆变输出),同时通过反并联二极管实现续流保护 |
典型应用场景 | 中高压变频器(如 10kV 级电机调速)、光伏逆变器(大功率并网系统)、储能变流器(ESS)、工业 UPS、新能源汽车高压电控系统 |
参数名称 | 符号 | 额定值 | 单位 | 说明 |
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集电极 - 发射极额定电压 | V_CES | 2400 | V | 模块可承受的最大直流电压,决定适配系统的电压等级(如适配 10kV 变频器的中间直流环节) |
集电极额定电流(直流) | I_C | 600 | A | 单管持续工作的最大直流电流,双管并联可扩展电流能力 |
集电极额定电流(脉冲) | I_CP | 1200 | A | 短时(1ms 脉冲)可承受的峰值电流,应对负载冲击(如电机启动、短路瞬间) |
栅极 - 发射极电压 | V_GE | ?20 | V | 栅极控制电压范围,超过会损坏 IGBT 栅极氧化层(通常实际控制电压为 15V 导通、-5V 关断) |
集电极 - 发射极饱和压降 | V_CESAT | 1.8(典型值) | V | IGBT 导通时的电压损耗,值越低则导通损耗越小,转换效率越高 |
续流二极管正向压降 | V_F | 1.5(典型值) | V | 反并联二极管导通时的电压损耗,影响续流阶段的能量损耗 |
最高结温 | T_J(max) | 150 | ℃ | IGBT 芯片允许的最高工作温度,超过会导致器件烧毁(需配合散热系统控制) |
2. 开关特性(影响系统高频性能)开通时间(t_on):典型值 150 ns(IGBT 从关断到导通的响应时间,决定模块适配的最高开关频率)。关断时间(t_off):典型值 200 ns(从导通到关断的响应时间,高频场景下需控制关断损耗)。最高开关频率:建议 ≤ 20 kHz(实际需结合散热设计,频率越高开关损耗越大,需更强的散热能力)。三、结构与封装设计1. 封装类型与尺寸封装形式:240 型螺栓式封装(也称为 “压接式封装”),属于工业标准大功率模块封装,特点是机械强度高、散热路径短。物理尺寸:约为 140 mm(长)? 80 mm(宽)? 30 mm(高)(具体以三菱官方手册为准),模块底部为金属基板,直接与散热片贴合,提升散热效率。引脚配置:包含 2 组 IGBT 引脚(每组含集电极 C、发射极 E、栅极 G)及信号检测引脚,引脚采用螺栓固定,确保大电流下的接触可靠性(避免发热或接触不良)。2. 散热与绝缘设计绝缘等级:增强绝缘(符合 IEC 60664 标准),模块外壳与内部芯片间的绝缘电压 ≥ 4000 V AC(1 分钟),适配高压系统的绝缘要求。散热设计:金属基板采用高导热系数材料(如铝 nitride 陶瓷基板),导热系数 ≥ 200 W/(m?K),可快速将芯片热量传递到外部散热片(需配合水冷或风冷散热系统,确保结温 ≤ 125℃ 长期工作)。四、功能特点与优势高可靠性与长寿命:采用三菱第三代 IGBT 芯片(低损耗、高抗浪涌能力),结合优化的封装工艺,平均无故障时间(MTBF)≥ 10^6 小时,适合工业设备长期连续运行(如变频器、UPS 需 24/7 工作)。内置过温保护(需外部电路配合检测结温)、过流保护(通过检测 V_CESAT 实现),可避免器件因过载、过热损坏。低损耗与高效率:低饱和压降(V_CESAT 典型值 1.8V)和快开关速度,大幅降低导通损耗与开关损耗,模块转换效率 ≥ 98%(在额定工况下),适合对能效要求高的场景(如光伏逆变器、新能源汽车电控,需减少能耗)。强环境适应性:工作环境温度范围:-40℃ ~ 125℃(结温控制在 150℃ 以内),可适应工业高温车间、新能源汽车机舱等恶劣温度环境。抗振动性能:符合 IEC 60068-2-6 标准,振动频率 10~500 Hz 时加速度 ≤ 20 m/s?,确保在运输或设备运行振动中不脱焊、不损坏。易集成与维护:标准化 240 型封装,可直接替换同封装的其他品牌 IGBT 模块(如西门康、英飞凌同规格产品),降低系统设计与维护成本。螺栓式引脚连接,安装与拆卸便捷,适合大功率设备的现场维修(无需焊接,减少维修时间)。五、适用场景与注意事项1. 典型应用中高压变频器:用于 6kV/10kV 高压电机调速(如矿山风机、电厂水泵),作为逆变桥核心元件,将直流母线电压逆变为可调频调压的交流电压驱动电机。新能源领域:光伏并网逆变器(1MW 以上大功率电站)、储能变流器(ESS),实现直流电能与交流电网的高效转换;新能源汽车高压电控(如重卡、大巴),驱动电机并回收制动能量。工业电源:大功率 UPS(100kVA 以上)、中频电源(如金属热处理设备),提供稳定的交流输出或中频电能。2. 使用与维护注意事项静电防护:IGBT 栅极氧化层极薄(约 100 nm),易被静电击穿,操作时需佩戴防静电手环、使用防静电工作台,避免栅极悬空或接触静电物体。驱动电路匹配:需使用适配的 IGBT 驱动芯片(如三菱 M57962L、英飞凌 2ED300C17),确保栅极驱动电压稳定(导通 15V?1V,关断 -5V?1V),避免驱动不足导致模块发热或损坏。散热设计:必须配合足够散热能力的散热系统(如水冷散热器散热功率 ≥ 500 W,风冷散热器风量 ≥ 5 m?/min),通过温度传感器实时监测结温,避免超过 150℃。过压过流保护:在系统中设计硬件过流保护(如使用快速熔断器)、过压保护(如并联吸收电容),防止电网波动或负载短路导致模块承受超额电压 / 电流。存储与运输:存储温度需控制在 -40℃ ~ 85℃,避免潮湿(相对湿度 ≤ 60%),运输时需使用防震包装,防止模块受到剧烈冲击。六、采购与替代信息采购渠道:需通过三菱电机官方授权代理商(如富昌电子、文晔科技)采购,避免购买到翻新或仿冒产品(仿冒品易出现早期失效、过热烧毁等问题)。替代型号:若需替换,可选择同规格的工业级 IGBT 模块,如英飞凌 FZ600R25KF2C、西门康 SKM600GA25H,但需确认封装尺寸、电气参数(V_CES、I_C)完全匹配,避免影响系统性能
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