Transistor FET GaN TO-247 dùng cho bộ biến tần điều khiển servo: GLIT-RGN65C035 (650V)

1. Tổng quan sản phẩm

Bản tóm tắt:
Mục tiêu GLIT‑RGN65C035bộ truyền động servo hiệu suất cao và bộ biến tần động cơ công nghiệpcần650 Vkhả năng chặn,RDS thấp (bật), Vàphí chuyển mạch thấpvới kích thước tiêu chuẩn TO-247.

• Nhà cung cấp:Công ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong
• Loại thiết bị:FET Super-GaN 650V
• Bưu kiện:TO-247,Sơ đồ chân GSD
• Ứng dụng mục tiêu:Biến tần điều khiển servo 3 pha và các tầng công suất điều khiển động cơ khác

[Công ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong]

2. Thông số kỹ thuật điện nhanh (Tổng quan)

Bản tóm tắt:
Phần này tổng hợp các thông số điện quan trọng và thông tin đóng gói mà các nhà thiết kế bộ điều khiển servo thường kiểm tra đầu tiên.

2.1 Các thông số chính

2.2 Bao bì và bố trí chân cắm

GLIT‑RGN65C035 sử dụng mộtGói TO-247với mộtSơ đồ bố trí chân GSD (Cổng-Nguồn-Cống), điều này được nhấn mạnh là có lợi chobố trí tốc độ cao và giảm độ tự cảm vòng.

3. Tại sao GLIT-RGN65C035 phù hợp với các tầng công suất biến tần điều khiển servo

Bản tóm tắt:
Biến tần điều khiển servo được hưởng lợi từ những ưu điểm sau:chuyển mạch nhanh, hiệu quả, tổn hao dẫn điện thấp và hành vi chuyển mạch có thể dự đoán được. GLIT‑RGN65C035RDS(bật),Qg,Qrr, VàSơ đồ chân GSDphù hợp với các yêu cầu này.

3.1 Chuyển mạch nhanh với điện tích cổng thấp

Các bộ điều khiển servo thường hoạt động ở tần số chuyển mạch cao hơn (trong giới hạn nhiễu điện từ và ứng suất thiết bị) để giảm gợn sóng dòng điện và cải thiện băng thông điều khiển.

• GLIT‑RGN65C035 liệt kê mộtĐiện tích cổng điển hình Qg là 28 nC, điều này làm giảm:
  • Dòng điện điều khiển cổng yêu cầu
  • Tổn thất chuyển mạch ở một tần số nhất định
• Chỉ số Qg thấp đặc biệt quan trọng trongBiến tần 3 phaTrong đó nhiều thiết bị chuyển mạch trong mỗi chu kỳ PWM.

3.2 Tổn thất dẫn điện thấp đối với dòng điện nhánh biến tần

Đối với bộ biến tần servo 3 pha, dòng điện pha RMS có thể khá lớn, đặc biệt là trongmô-men xoắn caohoặcnhiệm vụ liên tụcứng dụng.

• GLIT‑RGN65C035 chỉ địnhRDS(on) (max) = 41 mΩ.
• Giảm RDS(on) giúp giảm:
  • Tổn thất dẫn điện trong mỗi nhánh của bộ biến tần
  • Nhiệt độ mối nối tăng lên khi tải trọng cao
  • Yêu cầu về tản nhiệt và làm mát cho công suất đầu ra nhất định

Sự kết hợp củaĐiện áp định mức 650 VVàĐiện trở RDS(on) tối đa 41 mΩTrong bao bì TO-247 thường phù hợp vớibộ truyền động servo công suất trung bìnhkhi kết hợp với thiết kế tản nhiệt phù hợp.

3.3 Hành vi chuyển mạch và phục hồi ngược

Biến tần động cơ thường xuyên chuyển mạch dòng điện, đặc biệt là trong điều khiển hướng trường (FOC) hoặc điều khiển vectơ.

• Danh sách GLIT‑RGN65C035:
  • Qrr (điển hình): 175 nC
  • Một tuyên bố rằng“Không cần điốt tự do”Đối với một số trường hợp sử dụng nhất định (thông tin tùy thuộc vào thiết bị).

Điện tích phục hồi ngược thấp hơn và đặc tính vốn có của GaN có thể làm giảm:

• Tổn thất chuyển mạch
• Ứng suất chuyển mạch trong quá trình phục hồi ngược của điốt
• Nhiễu điện từ liên quan đến các sự kiện chuyển mạch cứng

Tuy nhiên,Việc bỏ qua điốt ngoài phụ thuộc vào cấu trúc và thiết kế..

Các nhà thiết kế nên:

1. Đánh giá dạng sóng chuyển mạch trên phần cứng biến tần thực tế.
2. Xác minh điều đóquá ápVàcác xung điện hiện tạiHãy tuân thủ các giới hạn của thiết bị.
3. Xác nhận rằng biên độ nhiễu điện từ (EMI) và nhiệt độ nằm trong giới hạn cho phép mà không cần điốt ngoài.

3.4 Bố trí chân GSD thân thiện với tốc độ cao

CáiSơ đồ chân GSDđược coi là một lợi thế cho thiết kế tốc độ cao:

• Sơ đồ bố trí chân GSD có thể:
  • Giảm điện cảm vòng cổng
  • Cải thiện chất lượng dạng sóng chuyển mạch
  • Hỗ trợ giá trị dV/dt và dI/dt cao hơn với khả năng điều khiển tốt hơn.

Điều này đặc biệt quan trọng trongbiến tần điều khiển servo, Ở đâu:

• Chất lượng bố trí mạch in (PCB) có tác động mạnh mẽ đến nhiễu điện từ (EMI) và hiện tượng dao động tín hiệu.
• Các nhà thiết kế thường cần phải cân bằng giữa tốc độ chuyển mạch với nhiễu và hiện tượng vượt ngưỡng.

3.5 Ứng dụng điển hình trong bộ biến tần servo 3 pha

Theo tiêu chuẩnBiến tần điều khiển servo 3 pha:

• Cấu trúc tôpô là mộtcầu chuyển mạch 6(ba pha: U, V, W).
• GLIT‑RGN65C035thường được sử dụng như sau:
  • Công tắc phía cao áp ở mỗi nhánh pha
  • Công tắc phía thấp ở mỗi nhánh pha

Các thông số quan trọng liên quan đến cấu trúc biến tần:

• VDSS:650 V
• VTDS (quá độ tối đa):800V
• VGSS:±18V
• ID liên tục:
  • 50 A @ TC = 25°C
  • 31,5 A @ TC = 100°C
• IDM (xung):240 A (độ rộng xung 10 µs)

Các giá trị này giúp xác định:

• Điện áp bus DC tối đa và chiến lược giảm công suất
• Dòng điện pha tối đa và khả năng chịu quá tải
• Khu vực vận hành an toàn (SOA) trong điều kiện quá độ và sự cố

4. Hiệu suất tản nhiệt của các bộ truyền động servo nhỏ gọn

Bản tóm tắt:
Thiết kế tản nhiệt trong bộ biến tần điều khiển servo phụ thuộc rất nhiều vào...tản nhiệt, keo dẫn nhiệt (TIM), điều kiện lắp đặt và môi trường xung quanhGLIT-RGN65C035 cung cấp dữ liệu điện trở nhiệt cơ bản giữa điểm nối và vỏ, cũng như giữa điểm nối và môi trường xung quanh.

4.1 Dữ liệu về điện trở nhiệt

Các giá trị điện trở nhiệt được cung cấp:

• RθJC (điển hình): 0,7 °C/W(từ điểm nối đến vỏ)
• RθJA (loại): 40 °C/W(từ giao lộ đến môi trường xung quanh)

Các số liệu này thường được đo lường trong điều kiện tiêu chuẩn và được sử dụng làm dữ liệu đầu vào chotính toán tổn thất và nhiệt độ.

4.2 Những cân nhắc thực tế về nhiệt

Trong các vỏ bọc bộ truyền động servo thực tế, hiệu suất tản nhiệt thực tế phụ thuộc vào:

• Kích thước, vật liệu và hướng của bộ tản nhiệt
• Áp suất lắp đặt và chất lượng tiếp xúc
• Vật liệu giao diện nhiệt (TIM)đặc tính và độ dày
• Luồng không khí (đối lưu tự nhiên so với không khí cưỡng bức)
• Diện tích đồng PCB và thiết kế tản nhiệt

Các nhà thiết kế nên:

1. Ước tính tổn thất dẫn điện + chuyển mạch bằng cách sử dụng RDS(on) trường hợp xấu nhất và năng lượng chuyển mạch.
2. Sử dụngRθJC 0,7 °C/WKết hợp với hiệu suất tản nhiệt để ước tính nhiệt độ mối nối.
3. Kiểm tra hoạt động nhiệt của phần cứng trong điều kiện...điểm vận hành liên tục và quá tải.

5. Tóm tắt các thông số kỹ thuật chính

Bản tóm tắt:
Phần này tổng hợp thông tin cốt lõi về thiết bị để tham khảo nhanh hoặc sử dụng trong tài liệu thiết kế và danh sách linh kiện (BOM).

• Nhà cung cấp:Công ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong
• Mã số sản phẩm:GLIT‑RGN65C035
• Thiết bị:FET Super-GaN 650V
• Bưu kiện:TO-247
• Sơ đồ chân cắm:GSD

Thông số điện:

• VDS (phút):650 V
• VTDS (quá độ tối đa):800V
• RDS(on) (max):41 mΩ
• Qg (loại):28 nC
• Qrr (loại):175 nC
• VGSS:±18V
• ID (liên tục):50 A @ TC = 25°C; 31,5 A @ TC = 100°C
• IDM (xung):240 A (độ rộng xung 10 µs)
• Phạm vi hoạt động của TJ:-55°C đến +150°C

6. Danh sách kiểm tra thiết kế cho việc triển khai biến tần servo

Bản tóm tắt:
Hãy sử dụng danh sách kiểm tra này như một điểm khởi đầu khi thiết kế một...Biến tần điều khiển servovới GLIT‑RGN65C035. Nó tập trung vàogiới hạn vận hành an toàn,cách trình bày, Vàthiết kế nhiệt.

1. Giới hạn điện áp cổng

   • GiữVGSS nằm trong phạm vi ±18 V tối đabao gồm cả hiện tượng vượt quá mức hoặc rung lắc.
   • Kiểm tra tính tương thích của mạch điều khiển cổng với các yêu cầu về cổng của FET GaN.

2. Bố cục vòng lặp cổng

   • Giảm thiểuđộ tự cảm vòng cổng.
   • Đặt bộ điều khiển cổng càng gần GLIT‑RGN65C035 càng tốt.
   • Giữ cho đường dẫn trở về cổng (tham chiếu nguồn) hẹp và có độ tự cảm thấp.

3. Ứng suất điện áp nút chuyển mạch

   • Kiểm tra hiện tượng dao động của nút chuyển mạch trên bo mạch in thực tế.
   • Đảm bảoĐiện áp VDS vẫn nằm trong giới hạn ổn định 650 V và giới hạn quá độ 800 V.trong điều kiện vận hành tồi tệ nhất.

4. Thiết kế nhiệt

   • Tính toán tổn thất dẫn điện và tổn thất chuyển mạch trong suốt chu kỳ hoạt động dự kiến ​​và hồ sơ tải.
   • Chọn kích thước tản nhiệt dựa trên lượng nhiệt thất thoát đã đo được.RθJC = 0,7 °C/W, kết hợp với hiệu suất từ ​​vỏ máy đến môi trường xung quanh.
   • Xác nhận rằngnhiệt độ mối nốiDuy trì trong phạm vi nhiệt độ từ -55°C đến +150°C với biên độ an toàn thích hợp.

5. Chiến lược chuyển mạch và vận hành tự do

   • Hãy xử lý tuyên bố này“Không cần điốt tự do”BẰNGphụ thuộc vào thiết kế.
   • Hãy xác nhận đặc tính chuyển mạch, tổn thất phục hồi ngược và nhiễu điện từ (EMI) trên phần cứng biến tần của bạn.
   • Dựa trên dữ liệu đo được, hãy quyết định xem có cần thêm điốt hoặc mạch dập xung hay không.

6. Xác thực cấp hệ thống

   • Kiểm tra hiệu suất, đặc tính nhiệt và nhiễu điện từ tại:
     • Tải định mức
     • Điều kiện quá tải
     • Nhiệt độ môi trường xung quanh trong trường hợp xấu nhất

7. Câu hỏi thường gặp: Biến tần GLIT-RGN65C035 dùng cho hệ thống điều khiển servo

Bản tóm tắt:
Phần Hỏi đáp này giải đáp các câu hỏi thường gặp về thiết kế và lựa chọn GLIT‑RGN65C035 trong các ứng dụng điều khiển servo và động cơ.

Câu 1: GLIT‑RGN65C035 là gì?

GLIT‑RGN65C035 là mộtFET Super-GaN 650Vtrong mộtGói TO-247 với bố trí chân GSD, được cung cấp bởiCông ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong
Nó được thiết kế chochuyển mạch nguồn nhanh chóng và hiệu quảtrong các ứng dụng nhưbiến tần điều khiển servovà các tầng công suất điều khiển động cơ khác.

Câu 2: Tại sao lại sử dụng transistor GaN FET TO-247 trong bộ biến tần điều khiển servo?

Biến tần servo được hưởng lợi từtổn thất chuyển mạch và dẫn điện thấpnhằm nâng cao hiệu quả và giảm ứng suất nhiệt.
Danh sách GLIT‑RGN65C035Qg (điển hình) = 28 nC,RDS(on) (max) = 41 mΩ, VàQrr (điển hình) = 175 nC, đây là các thông số quan trọng đối với:

• Giảm tổn hao chuyển mạch ở tần số PWM cao hơn
• Giảm tổn thất dẫn điện ở mỗi nhánh biến tần
• Cải thiện mật độ công suất tổng thể của hệ thống và yêu cầu làm mát.

Câu 3: Điện áp và giới hạn cổng chính của GLIT‑RGN65C035 là gì?

Các giới hạn chính (theo đánh giá được cung cấp) là:

• VDSS:650 V
• VTDS (quá độ tối đa):800V
• VGSS:±18V

Các nhà thiết kế phải đảm bảo rằngđiện áp bus, quá áp và điều khiển cổngLuôn tuân thủ các giới hạn này trong mọi điều kiện hoạt động và sự cố.

Câu 4: GLIT‑RGN65C035 có phù hợp cho việc chuyển mạch tần số cao không?

GLIT‑RGN65C035 cóĐiện tích cổng điển hình là 28 nCvà mộtĐiện tích phục hồi ngược điển hình là 175 nC, hỗ trợchuyển mạch nhanh, hiệu quảso với nhiều MOSFET silicon có điện áp định mức tương tự.
Tần số chuyển mạch thực tế có thể sử dụng được phụ thuộc vào...người lái cổng,chất lượng bố cục,Các ràng buộc EMI, Vàgiới hạn nhiệt.

Câu 5: Tôi có thể kỳ vọng hiệu năng tản nhiệt như thế nào từ GLIT‑RGN65C035?

Thiết bị này cung cấp:

• RθJC (điển hình): 0,7 °C/W(từ điểm nối đến vỏ)
• RθJA (loại): 40 °C/W(từ giao lộ đến môi trường xung quanh)

Nhiệt độ thực tế của mối nối phụ thuộc vào...tổn thất, thiết kế tản nhiệt, keo tản nhiệt và luồng không khíCác nhà thiết kế nên kết hợp các giá trị này với tổn thất đo được để xác minh biên độ nhiệt trong vỏ hộp điều khiển servo mục tiêu.

Câu 6: Ai là nhà sản xuất của GLIT‑RGN65C035?

GLIT‑RGN65C035 được sản xuất và cung cấp bởiCông ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong, một nhà cung cấpTransistor FET Super-GaNvà các thiết bị bán dẫn công suất liên quan.

[Liên hệ bộ phận hỗ trợ kỹ thuật của Công ty TNHH Công nghệ Tích hợp Giang Tô Guanlong.]