GaN FET TO‑247 สำหรับอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์: GLIT‑RGN65C035 (650V)

1. ภาพรวมผลิตภัณฑ์

สรุป:
เป้าหมาย GLIT‑RGN65C035เซอร์โวไดรฟ์ประสิทธิภาพสูงและอินเวอร์เตอร์มอเตอร์อุตสาหกรรมที่ต้องการ650 โวลต์ความสามารถในการปิดกั้นRDS ต่ำ (เปิด), และประจุสวิตช์ต่ำในรูปแบบมาตรฐาน TO-247

• ผู้จัดหา:บริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัด
• ประเภทอุปกรณ์:FET ซูเปอร์แกอัน 650 โวลต์
• บรรจุุภัณฑ์:TO-247,แผนผังขา GSD
• แอปพลิเคชันเป้าหมาย:อินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์ 3 เฟส และวงจรควบคุมมอเตอร์อื่นๆ

[บริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัด]

2. ข้อมูลจำเพาะทางไฟฟ้าโดยย่อ (โดยสังเขป)

สรุป:
ส่วนนี้รวบรวมข้อมูลสำคัญด้านไฟฟ้าและรายละเอียดของบรรจุภัณฑ์ที่นักออกแบบเซอร์โวไดรฟ์มักตรวจสอบเป็นอันดับแรก

2.1 พารามิเตอร์หลัก

2.2 การจัดวางแพ็คเกจและขาเชื่อมต่อ

GLIT‑RGN65C035 ใช้แพ็คเกจ TO-247ด้วยการจัดวางขา GSD (Gate–Source–Drain)ซึ่งถูกเน้นว่าเป็นสิ่งที่เอื้ออำนวยต่อการจัดวางแบบความเร็วสูงและการลดค่าความเหนี่ยวนำของวงจร.

3. เหตุใด GLIT‑RGN65C035 จึงเหมาะสำหรับวงจรแปลงกำลังไฟฟ้าของเซอร์โวไดรฟ์

สรุป:
อินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์ได้รับประโยชน์จากการสลับที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมีการสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำ และพฤติกรรมการสลับกระแสที่คาดการณ์ได้ GLIT‑RGN65C035RDS(on),คิวจี,คิวอาร์, และแผนผังขา GSDสอดคล้องกับข้อกำหนดเหล่านี้

3.1 การสลับสัญญาณอย่างรวดเร็วด้วยประจุเกตต่ำ

โดยทั่วไปแล้ว เซอร์โวไดรฟ์จะทำงานที่ความถี่การสวิตช์ที่สูงขึ้น (ภายในขีดจำกัดของ EMI และความเครียดของอุปกรณ์) เพื่อลดการกระเพื่อมของกระแสไฟฟ้าและปรับปรุงแบนด์วิดธ์การควบคุม

• GLIT‑RGN65C035 แสดงรายการประจุเกตทั่วไป Qg เท่ากับ 28 nCซึ่งจะลดลง:
  • กระแสขับเกตที่ต้องการ
  • การสูญเสียจากการสวิตช์ที่ความถี่ที่กำหนด
• ค่า Qg ที่ต่ำกว่านั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งในอินเวอร์เตอร์ 3 เฟสโดยที่อุปกรณ์หลายตัวจะสลับการทำงานในแต่ละรอบ PWM

3.2 การสูญเสียการนำไฟฟ้าต่ำสำหรับกระแสขาอินเวอร์เตอร์

สำหรับอินเวอร์เตอร์เซอร์โว 3 เฟส กระแสเฟส RMS อาจมีค่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแรงบิดสูงหรือปฏิบัติหน้าที่ต่อเนื่องแอปพลิเคชัน

• GLIT‑RGN65C035 ระบุว่าRDS(on) (max) = 41 mΩ.
• การลดค่า RDS(on) จะช่วยลด:
  • การสูญเสียการนำไฟฟ้าในแต่ละขาของอินเวอร์เตอร์
  • อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อสูงขึ้นเมื่อมีโหลดสูง
  • ข้อกำหนดเกี่ยวกับฮีทซิงค์และระบบระบายความร้อนสำหรับกำลังไฟฟ้าขาออกที่กำหนด

การผสมผสานของพิกัด 650 โวลต์และค่าความต้านทานสูงสุด RDS(on) 41 mΩโดยทั่วไปแล้ว บรรจุภัณฑ์แบบ TO-247 เหมาะสำหรับเซอร์โวไดรฟ์กำลังปานกลางเมื่อใช้ร่วมกับการออกแบบระบายความร้อนที่เหมาะสม

3.3 พฤติกรรมการสลับเปลี่ยนและการฟื้นตัวย้อนกลับ

อินเวอร์เตอร์มอเตอร์จะสลับกระแสไฟฟ้าบ่อยครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้การควบคุมแบบเน้นสนามแม่เหล็ก (FOC) หรือการควบคุมแบบเวกเตอร์

• GLIT‑RGN65C035 แสดงรายการ:
  • Qrr (ทั่วไป): 175 nC
  • คำแถลงที่ว่า“ไม่จำเป็นต้องใช้ไดโอดฟรีวีลลิ่ง”สำหรับบางกรณีการใช้งาน (ขึ้นอยู่กับข้อมูลของอุปกรณ์แต่ละชนิด)

ประจุการฟื้นตัวย้อนกลับที่ต่ำลงและพฤติกรรมโดยธรรมชาติของ GaN สามารถลดสิ่งต่อไปนี้ได้:

• การสูญเสียจากการสับเปลี่ยน
• ความเครียดจากการสลับระหว่างการฟื้นตัวย้อนกลับของไดโอด
• EMI ที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์การสลับกระแสไฟฟ้าอย่างรุนแรง

อย่างไรก็ตาม,การละเว้นไดโอดภายนอกนั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างและรูปแบบการออกแบบ.

นักออกแบบควร:

1. ประเมินรูปคลื่นการสลับกระแสบนฮาร์ดแวร์อินเวอร์เตอร์จริง
2. ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าเกินและกระแสไฟกระชากต้องอยู่ภายในขีดจำกัดของอุปกรณ์
3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่า EMI และค่าความคลาดเคลื่อนทางความร้อนอยู่ในระดับที่ยอมรับได้โดยไม่ต้องใช้ไดโอดภายนอก

3.4 การจัดวางขา GSD ที่เหมาะสำหรับความเร็วสูง

เดอะแผนผังขา GSDได้รับการยกย่องว่าเป็นข้อได้เปรียบสำหรับการออกแบบความเร็วสูง:

• การจัดเรียงขาของ GSD สามารถ:
  • ลดค่าความเหนี่ยวนำของวงจรเกต
  • ปรับปรุงคุณภาพของรูปคลื่นการสวิตช์
  • รองรับค่า dV/dt และ dI/dt ที่สูงขึ้นด้วยการควบคุมที่ดีกว่า

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์, ที่ไหน:

• คุณภาพการจัดวางเลย์เอาต์ PCB มีผลกระทบอย่างมากต่อการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าและการเกิดสัญญาณรบกวน
• นักออกแบบมักต้องสร้างสมดุลระหว่างความเร็วในการสลับกับเสียงรบกวนและการโอเวอร์ชูต

3.5 การใช้งานทั่วไปในอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์ 3 เฟส

ในมาตรฐานอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์ 3 เฟส:

• โครงสร้างทางโทโพโลยีคือบริดจ์ 6 สวิตช์(ขาเฟสสามเฟส: U, V, W)
• GLIT‑RGN65C035โดยทั่วไปจะใช้ดังนี้:
  • สวิตช์ด้านแรงดันสูงในแต่ละขาเฟส
  • สวิตช์ด้านล่างในแต่ละขาเฟส

ค่าสำคัญที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างของอินเวอร์เตอร์:

• วีดีเอสเอส:650 โวลต์
• VTDS (ค่าชั่วขณะสูงสุด):800 โวลต์
• วีจีเอสเอส:±18V
• รหัสประจำตัวแบบต่อเนื่อง:
  • 50 A @ TC = 25°C
  • 31.5 A @ TC = 100°C
• IDM (แบบพัลส์):240 แอมป์ (ความกว้างพัลส์ 10 ไมโครวินาที)

ค่าเหล่านี้ช่วยในการกำหนด:

• แรงดันไฟ DC สูงสุดและกลยุทธ์การลดกำลัง
• กระแสเฟสสูงสุดและความสามารถในการรับโหลดเกินพิกัด
• พื้นที่ปฏิบัติการที่ปลอดภัย (SOA) ภายใต้สภาวะชั่วคราวและสภาวะผิดปกติ

4. ประสิทธิภาพด้านความร้อนสำหรับเซอร์โวไดรฟ์ขนาดกะทัดรัด

สรุป:
การออกแบบระบบระบายความร้อนในอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์นั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยเป็นอย่างมากการระบายความร้อน, สารนำความร้อน, สภาพการติดตั้ง และสภาพแวดล้อมโดยรอบGLIT‑RGN65C035 ให้ข้อมูลความต้านทานความร้อนพื้นฐานสำหรับจุดเชื่อมต่อถึงตัวเครื่องและจุดเชื่อมต่อถึงสภาพแวดล้อมภายนอก

4.1 ข้อมูลความต้านทานความร้อน

ค่าความต้านทานความร้อนที่ให้มา:

• RθJC (ทั่วไป): 0.7 °C/W(จากจุดเชื่อมต่อถึงตัวเคส)
• RθJA (ประเภท): 40 °C/W(จากจุดเชื่อมต่อถึงสภาพแวดล้อมโดยรอบ)

ตัวเลขเหล่านี้โดยทั่วไปจะวัดภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานและใช้เป็นข้อมูลป้อนเข้าการคำนวณการสูญเสียและอุณหภูมิ.

4.2 ข้อควรพิจารณาทางความร้อนในทางปฏิบัติ

ในตู้ควบคุมเซอร์โวมอเตอร์ที่ใช้งานจริง ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่แท้จริงขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้:

• ขนาด วัสดุ และทิศทางการติดตั้งฮีทซิงค์
• แรงดันในการติดตั้งและคุณภาพการสัมผัส
• วัสดุเชื่อมต่อความร้อน (TIM)คุณสมบัติและความหนา
• การไหลเวียนของอากาศ (การพาความร้อนตามธรรมชาติเทียบกับการเป่าลม)
• พื้นที่ทองแดงของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการออกแบบการกระจายความร้อน

นักออกแบบควร:

1. ประเมินการสูญเสียจากการนำไฟฟ้าและการสวิตช์โดยใช้ค่า RDS(on) และพลังงานการสวิตช์ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด
2. ใช้RθJC 0.7 °C/Wโดยนำมาประกอบกับประสิทธิภาพของฮีทซิงค์เพื่อประเมินอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อ
3. ตรวจสอบพฤติกรรมทางความร้อนของฮาร์ดแวร์ภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้จุดการทำงานต่อเนื่องและเกินพิกัด.

5. สรุปข้อมูลจำเพาะที่สำคัญ

สรุป:
ส่วนนี้รวบรวมข้อมูลอุปกรณ์หลักเพื่อใช้อ้างอิงอย่างรวดเร็ว หรือใช้ในเอกสารการออกแบบและรายการวัสดุ (BOM)

• ผู้จัดหา:บริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัด
• หมายเลขรุ่น:GLIT‑RGN65C035
• อุปกรณ์:FET ซูเปอร์แกอัน 650 โวลต์
• บรรจุุภัณฑ์:TO-247
• รูปแบบการจัดเรียงพิน:GSD

พิกัดทางไฟฟ้า:

• VDS (นาที):650 โวลต์
• VTDS (ค่าชั่วขณะสูงสุด):800 โวลต์
• RDS(เปิด) (สูงสุด):41 มิลลิโอห์ม
• Qg (ประเภท):28 นาโนคูลอมบ์
• Qrr (ประเภท):175 นาโนคูลอมบ์
• วีจีเอสเอส:±18V
• รหัสประจำตัว (ต่อเนื่อง):50 A @ TC = 25°C; 31.5 A @ TC = 100°C
• IDM (แบบพัลส์):240 แอมป์ (ความกว้างพัลส์ 10 ไมโครวินาที)
• ช่วงการทำงานของ TJ:-55°C ถึง +150°C

6. รายการตรวจสอบการออกแบบสำหรับการใช้งานเซอร์โวอินเวอร์เตอร์

สรุป:
ใช้เช็คลิสต์นี้เป็นจุดเริ่มต้นในการออกแบบอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์โดยใช้ GLIT‑RGN65C035 โดยเน้นที่...ขีดจำกัดการทำงานที่ปลอดภัย,เค้าโครง, และการออกแบบทางความร้อน.

1. ข้อจำกัดแรงดันเกต

   • เก็บค่า VGSS อยู่ภายใน ±18 V สูงสุดรวมถึงสัญญาณรบกวนหรือเสียงก้องใดๆ ด้วย
   • ตรวจสอบความเข้ากันได้ของวงจรขับเกตกับข้อกำหนดของเกต GaN FET

2. การจัดวางวงจรเกต

   • ลดขนาดความเหนี่ยวนำของวงจรเกต.
   • วางตัวขับเกตให้ใกล้กับ GLIT‑RGN65C035 มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
   • รักษาเส้นทางเกต-รีเทิร์น (แหล่งอ้างอิง) ให้แคบและมีค่าความเหนี่ยวนำต่ำ

3. การทดสอบความเครียดของแรงดันไฟฟ้าที่จุดสวิตช์

   • ตรวจสอบการเกิดสัญญาณรบกวนที่จุดสวิตช์บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จริง
   • ทำให้มั่นใจค่า VDS ยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดสภาวะคงที่ 650 V และขีดจำกัดสภาวะชั่วคราว 800 Vภายใต้สภาวะการทำงานที่เลวร้ายที่สุด

4. การออกแบบทางความร้อน

   • คำนวณการสูญเสียจากการนำไฟฟ้าและการสวิตช์ตามรอบการทำงานและรูปแบบโหลดที่คาดการณ์ไว้
   • เลือกขนาดฮีทซิงค์โดยพิจารณาจากค่าการสูญเสียที่วัดได้ และRθJC = 0.7 °C/Wควบคู่ไปกับประสิทธิภาพการทำงานตั้งแต่เคสไปจนถึงสภาพแวดล้อมภายนอก
   • ยืนยันว่าอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในช่วง −55°C ถึง +150°C โดยมีระยะเผื่อที่เหมาะสม

5. กลยุทธ์การขับเคลื่อนอิสระและการสลับเส้นทาง

   • พิจารณาข้อความดังกล่าว“ไม่จำเป็นต้องใช้ไดโอดฟรีวีลลิ่ง”เช่นขึ้นอยู่กับการออกแบบ.
   • ตรวจสอบพฤติกรรมการสลับกระแส การสูญเสียจากการฟื้นตัวย้อนกลับ และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) บนฮาร์ดแวร์อินเวอร์เตอร์ของคุณ
   • พิจารณาว่าจำเป็นต้องใช้ไดโอดหรือสนับเบอร์เพิ่มเติมหรือไม่ โดยพิจารณาจากข้อมูลที่วัดได้

6. การตรวจสอบความถูกต้องระดับระบบ

   • ตรวจสอบประสิทธิภาพ พฤติกรรมทางความร้อน และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ที่:
     • โหลดพิกัด
     • สภาวะโอเวอร์โหลด
     • อุณหภูมิแวดล้อมในกรณีที่เลวร้ายที่สุด

7. คำถามที่พบบ่อย: GLIT‑RGN65C035 สำหรับอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์

สรุป:
คำถามที่พบบ่อยนี้จะกล่าวถึงคำถามทั่วไปเกี่ยวกับการออกแบบและการเลือกใช้ GLIT‑RGN65C035 ในการใช้งานเซอร์โวไดรฟ์และการควบคุมมอเตอร์

Q1: GLIT‑RGN65C035 คืออะไร?

GLIT‑RGN65C035 คือFET ซูเปอร์แกอัน 650 โวลต์ในแพ็คเกจ TO-247 พร้อมการจัดเรียงขาแบบ GSDจัดหาโดยบริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัด
มันถูกออกแบบมาเพื่อการสลับพลังงานที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันต่างๆ เช่นอินเวอร์เตอร์เซอร์โวไดรฟ์และวงจรจ่ายไฟควบคุมมอเตอร์อื่นๆ

Q2: เหตุใดจึงใช้ GaN FET TO‑247 ในอินเวอร์เตอร์ของเซอร์โวไดรฟ์?

เซอร์โวอินเวอร์เตอร์ได้รับประโยชน์จากการสูญเสียการสวิตช์และการนำไฟฟ้าต่ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดความเครียดจากความร้อน
รายการ GLIT‑RGN65C035Qg (typ) = 28 nC,RDS(on) (max) = 41 mΩ, และQrr (ทั่วไป) = 175 nCซึ่งเป็นพารามิเตอร์สำคัญสำหรับ:

• ลดการสูญเสียจากการสวิตช์ที่ความถี่ PWM สูงขึ้น
• ลดการสูญเสียการนำไฟฟ้าในแต่ละขาของอินเวอร์เตอร์
• ปรับปรุงความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าโดยรวมของระบบและลดความต้องการด้านการระบายความร้อน

Q3: ขีดจำกัดแรงดันและเกตที่สำคัญของ GLIT‑RGN65C035 คืออะไร?

ข้อจำกัดหลัก (ตามการให้คะแนนที่ระบุไว้) มีดังนี้:

• วีดีเอสเอส:650 โวลต์
• VTDS (ค่าชั่วขณะสูงสุด):800 โวลต์
• วีจีเอสเอส:±18V

นักออกแบบต้องมั่นใจว่าแรงดันบัส, โอเวอร์ชูต และการขับเกตต้องอยู่ภายในขอบเขตเหล่านี้ภายใต้สภาวะการทำงานและสภาวะผิดปกติทั้งหมด

Q4: GLIT‑RGN65C035 เหมาะสำหรับการสวิตช์ความถี่สูงหรือไม่?

GLIT‑RGN65C035 มีประจุเกตทั่วไป 28 นาโนคูลอมบ์และประจุการฟื้นตัวย้อนกลับโดยทั่วไปอยู่ที่ 175 นาโนคูลอมบ์ซึ่งให้การสนับสนุนการสลับที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับ MOSFET ซิลิคอนหลายตัวที่มีพิกัดแรงดันใกล้เคียงกัน
ความถี่ในการสลับใช้งานจริงขึ้นอยู่กับ...คนขับประตู,คุณภาพการจัดวาง,ข้อจำกัด EMI, และขีดจำกัดความร้อน.

Q5: ประสิทธิภาพการระบายความร้อนของ GLIT‑RGN65C035 จะเป็นอย่างไร?

อุปกรณ์นี้มีคุณสมบัติ:

• RθJC (ทั่วไป): 0.7 °C/W(จากจุดเชื่อมต่อถึงตัวเคส)
• RθJA (ประเภท): 40 °C/W(จากจุดเชื่อมต่อถึงสภาพแวดล้อมโดยรอบ)

อุณหภูมิรอยต่อในโลกแห่งความเป็นจริงขึ้นอยู่กับการสูญเสีย, การออกแบบฮีทซิงค์, สารนำความร้อน และการไหลของอากาศนักออกแบบควรนำค่าเหล่านี้มารวมกับค่าการสูญเสียที่วัดได้ เพื่อตรวจสอบขอบเขตความร้อนในตัวเรือนเซอร์โวไดรฟ์ที่ต้องการใช้งาน

Q6: ใครคือผู้ผลิต GLIT‑RGN65C035?

GLIT‑RGN65C035 ผลิตและจัดจำหน่ายโดยบริษัท เจียงซู กวนหลง อินทิเกรต เทคโนโลยี จำกัดผู้ให้บริการซูเปอร์-GaN FETsและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

[ติดต่อฝ่ายสนับสนุนด้านเทคนิคของ Jiangsu Guanlong Integrated Technology]