Сила, «спрятанная в капсулу». Диоды, тиристоры и IGBT-транзисторы от Westcode

Загрузить статью в PDF (1,05 Мб) >>

В период развития электроэнергетики, а также альтернативных источников энергии, все чаще возникает вопрос — как управлять их мощностью? Для этого различными компаниями разработаны силовые полупроводниковые элементы (ПЭ). Одним из лидеров в этой области является британская компания Westcode. Она была основана в 1920 году, а с 2001 входит в корпорацию IXYS..

Компания Westcode является одним из мировых лидеров по производству надежных и высококачественных капсульных силовых полупроводниковых приборов, выполненных в стандартных промышленных корпусах по новейшим технологиям. Такие изделия предоставляют заказчику лучшие в своем классе характеристики при высочайшем уровне надежности. Продукция Westcode широко востребована в таких важных отраслях, как транспорт, энергетика, индукционный нагрев (плавка), авиация и космос, военная техника и др.

Номенклатура выпускаемой продукции включает в себя диоды (выпрямительные и быстрые), тиристоры (сетевые, высоковольтные, быстрозапирающиеся, с распределенным затвором), IGBT-транзисторы.

Капсульные диоды

На мировом рынке силовых полупроводниковых элементов представлено большое количество капсульных диодов компании Westcode. Они являются наилучшими по производительности и надежности. Диоды с оптимизированными низкими потерями при протекании тока идеально подходят для работы устройств сетевой частоты с обратным напряжением от 400 до 6 000 В. Они чаще всего используются в выпрямителях для частотно-регулируемых приводов, тяговых преобразователях, железнодорожных транспортных подстанциях, сварке, источниках постоянного тока. Благодаря легированному прессованному корпусу с рифленой поверхностью, эти диоды отличаются низким тепловым сопротивлением и высокой перегрузочной характеристикой. Это делает устройство устойчивым к самым тяжелым условиям работы.

Новинками в этом классе являются диоды серии WX211F, рассчитанные на напряжения 3 600 и 4 000 В при токе более 11 000 А, в корпусах W52 и W59

Типы капсульных корпусов: W52 (а) и W59 (б)

Быстрые диоды являются важным дополнением для любого коммутационного устройства. Именно поэтому их характеристики не являются ограничивающими факторами на этапе разработки современных преобразователей энергии. Они выпускаются с запирающим напряжением до 6 000 В, что делает их пригодными для применения в цепи постоянного напряжения до 3300 В и током 4000 А.

Серия восстанавливающихся диодов включает в себя:

• быстрые (M3770ZD300);
• мягкие (M2413VF250);
• сверхбыстрые (F1600ND120);
• HP Sonic-FRDs (E4000TC25C).

Быстрые диоды также используются в качестве антипараллельного диода в затворе при запирании тиристора, а также в высокочастотных инверторных преобразователях и как диоды для прерывателей.

Капсульные тиристоры

Тиристорная линейка Westcode представлена очень широким набором капсульных тиристоров с напряжением в диапазоне от 600 до 4500 В (пример - NX203MC360). Компания является ведущим поставщиком продукции фазового управления для таких направлений, как:

• промышленные приводы постоянного тока;
• индукционные плавильные печи;
• морские/железнодорожные системы управления двигателями;
• преобразователи энергии ветровых станций;
• электрохимические источники питания;
• устройства плавного пуска.

Тиристоры с оптимизированными низкими потерями в открытом состоянии идеально подходят для работы устройств на частоте от 50 до 400 Гц.

Корпус Wespack представляет собой новую концепцию тиристоров фазового управления. В этом корпусе оптимально сочетаются максимальная мощность и размер без ущерба для качества и надежности тиристора, а также малое температурное сопротивление при максимальном токе:

Типы корпусов Westpack: WP5 (а) и WP3 (б)

Для устройств средней мощности компания Westcode разработала серию "К" (например, K3503FD520) с напряжением в диапазоне от 3200 до 6500 В и кристаллом от 38 до 100 мм. А для высокочастотных - серию "P" (например, Р1007LS12F), которые чаще всего используются в инверторах, прерывателях постоянного тока, ИБП и импульсных источниках питания.

Компания Westcode является признанным мировым лидером в производстве капсульных тиристоров с распределенным затвором. Эти устройства выпускаются с такими доступными характеристиками: блокирующее напряжение — до 4500 В; ток — до 4000 А; время запирания — от 10 до 300 мкс (пример — R3968FD28T). Капсульные тиристоры используются в индукционных печах, высокочастотных инверторах
и конверторах, ИБП и импульсных источниках.

IGBT транзисторы

На протяжении более чем 10 лет компания Westcode разрабатывает и совершенствует технологию пресс-пак IGBT-транзисторов. На сегодняшний день в ассортименте имеются устройства на 2500 и 4500 В
с улучшенной областью безопасной работы (пример - T2400GB45E). В конструкции этих транзисторов полностью отсутствуют провода и пайка, что избавляет их от проблем механической усталости в сравнении с
обычными модулями. Press-pack IGBT допускают двустороннее охлаждение и конструктивно совместимы с тиристорами GTO, что позволяет производить модернизацию силового оборудования с изменением только схемы управления. Изделия предназначены для эксплуатации в условиях жестких переключений на протяжении 20 лет, что недостижимо для IGBT-модулей стандартного исполнения.

Конструкция Press-pack IGBT-транзистора

Для управления Press-pack IGBT используется модуль C0044BG400 со следующими характеристиками:

• выходной ток - 44 А;
• изоляция - 11 кВ;
• защита от короткого замыкания.

Драйвер управления C0044BG400

Драйвер также может быть использован для управления IGBT силовыми модулями большой мощности и капсульными тиристорами.