长命晶闸管模块、长命可控硅模块一、特点:三代晶闸管模块,性能优且稳,国际领先;目前,国际上只有二个公司能制造。优点: ·耐用性指标“承受冷热循环次数”达到(JB/T7826-1995或IEC TC47)标准的10倍,故称“长命”; ·采用玻璃钝化硅芯片,耐腐蚀抗氧化; ·单向导电性指标“漏电流” 只有标准的1/200; ·浪涌电流为额定值的19~42倍(标准16倍); ·电压临界上升率高 dv/dt≥1000v/μs; ·散热能力最强,同等条件温升最低; ·额定电流3~4倍(标准1倍)时,管压降1.2~1.7V;它以前太贵,工艺新突破使工业级产品的价格降到与国产可控硅模块差不多,便于普及应用。二、电连接:模块内含有二个晶闸管芯;通用电连接,型式代号为C,见下图。1、2、3为功率端,配有不锈钢螺钉,可作为一个整流臂,用于直流电路;也可把2、3短接成一个端,1为另一端,构成“反并联”连接,用于交流电路。5、6端分别为对应的晶闸管的门极控制端,可用电线锡焊后引出。 三、主要应用:各种整流器、充电器、交流调压器、变流器、无功补偿节电器、固态开关等。四、模块底板:现市上的晶闸管模块绝大多数是第一代产品,3mm 厚的铜底板,沉甸甸的。厚铜板紧贴陶瓷层再紧贴硅芯片,见图A。三层材料热膨胀系数相差大,冷热循环使层间微裂损坏,工作寿命短。 欧美已开始广泛使用第二代晶闸管模块。底板由0.3mm薄铜皮与氧化铝陶瓷层(白色)键合而成一体难以开裂,称为“氧化铝DBC(Direct Bonding Copper)底板”,见图2。可惜氧化铝陶瓷层的热膨胀系数与硅芯片相差较大,它们之间还会开裂。第三代产品的底板,见图3,由0.3mm薄铜皮与高级陶瓷层(白色)键合而成一体难以开裂,称为“高级DBC底板”。而且高级陶瓷层与硅芯片的热膨胀系数相接近,也不易开裂。“福建省电子产品监督检测所”测试证实:产品耐用性指标“承受冷热循环次数”达到JB/T7826-1995(即IEC TC47)标准的10倍以上。模块“老化”难题才得到满意解决。目前国际上只有个别厂家能生产(第三代)长命晶闸管模块。五、应用要点: 1、普通应用可选“工业品”,价格便宜。军工、出口、高质量要求者应选“优等品”。 2、模块额定电流Irms(有效值)应按其I2t曲线选择才科学。一般而言,考虑负载的波动,Irms应大于负载额定电流的2~3倍;纯电阻负载可2倍。此外还应考虑启动电流的倍数。额定电流和快速熔断器都选错了,才会烧毁模块。 3、外加过电流保护电路可在电流超限时立即停止触发信号,却无法阻止晶闸管继续导通至零电流为止,这种保护不完全,只能作辅助保护。晶闸管是不可关断器件,过电流和短路保护用快速熔断器最可靠。 4、用本产品替换旧的晶闸管模块,须用高级高能压敏电阻接在模块的功率端上,1~2年更新1次。 5、Y形连接相电压220V,模块的峰值电压800V就够了。这在正弦且三相对称时成立。但是变流运行的未必总是正弦波且三相对称,中性点电位不总是0。实践证明,Y连接按380V设计选择1600V的晶闸管才可靠。当然可以用粗电缆把中性点接地,不过电缆价更高。六、模块安装:1、模块底板与散热器之间的接触面一定要平整、光滑、清洁;如有毛刺、沙砾,可能刺伤底板电击穿。二接触面之间应垫上本公司的绝缘导热垫片(一次性使用);再用螺钉适度拧紧。 2、外接导线的端头应焊接铜鼻,再用不锈钢螺钉连接铜鼻与模块功率端;接触面之间涂导电膏避免接头过热,有利防腐防氧化。铜鼻最好镀银,连接孔约Ф6,不宜过大。 3、安装尺寸:图1;2;3分别对应型号MTC27、50、60、115;MTC130、180;MTC250、320、500。图1 图3 七、型号说明: 八、技术数据表 参数 型号 MTC27-16CM MTC49-16CM MTC60-16CM MTC116-16CM MTC130-16CM MTC181-16CM MTC250-16CM MTC320-16CM MC500-16CM 电流 有效Irms 50 A 80 A 100 A 180 A 300 A 300 A 400 A 500 A 785A 平均Iavm 25 A 49 A 60 A 116 A 130 A 181 A 250 A 320 A 500A 浪涌电流倍数Ism/Iavm 19倍 23倍 25倍 19倍 42倍 33倍 34倍 29 倍 30倍峰值电压Vrrm (每个管芯)1600V I2t, K*A2S 1.35 6.6 11.2 25.3 150 180 360 420 1120 di/dt,A/μS 150 100 dv/dt,V/μS 1000 门极功率Pgm 10 W 120 W 最高结温Tvjm 125℃ 140℃ 漏电流Irrm 3 mA 5 mA 10 mA 70 mA 当It=? A时正向管压降Vt 80A 200A 300A 600A 1200A 1.65V 1.75V 1.57V 1.50V 1.36 1.25V 1.36 1.32 1.3V 门极电压 Vto 0.85 0.80 0.85 0.80 反向 峰值 Vrgm= 10V 门极触发 电压 Vgt=1.5 V 2.5V Vgt=2 V 电流 Igt=100 mA 150 mA 300mA 挈住电流Il 450 mA 300 mA 200 mA 400mA 维持电流Ih 200 mA 150 mA 300mA 触发时间Tgd 2μS 关断时间Tq 150μS 185μS 150μS 200μS 350μ 力矩 安装底板 2.5~4Nm 2.25~2.75Nm 2.5~5Nm 4.5~ 电连接端 2.5~4Nm 4.5~5.5Nm 12~15 Nm 11~ 门极不触发电压Vgd=0.25V、门极不触发电流=Igd=10Ma;绝缘电压=3KV。