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FS10KMA-4A 发布时间 时间:2025/12/28 3:50:11 查看 阅读:9

FS10KMA-4A是一款由富士电机(Fuji Electric)生产的高压大功率IGBT模块,广泛应用于工业驱动、可再生能源系统以及电力传输等高要求领域。该模块属于第六代IGBT技术产品线,采用了先进的沟槽栅场截止(Trench Gate Field-Stop)结构设计,具备优异的开关性能与导通特性。模块内部集成了两个IGBT芯片和两个反并联快速恢复二极管,构成半桥拓扑结构,适用于三相逆变器中的一个桥臂单元或其他需要半桥配置的应用场景。其额定电压为1200V,额定电流为10kA,能够在高负载条件下稳定运行,并支持短时过载能力。FS10KMA-4A采用先进的焊接和封装工艺,确保在高温、高湿及剧烈温度循环环境下仍具有出色的可靠性。此外,该模块还内置了NTC温度传感器,便于实现精确的温度监测与系统保护功能,提升了整个系统的安全性和稳定性。模块外壳采用绝缘材料封装,符合国际安全标准,可以直接安装于散热器上而无需额外绝缘垫片,简化了系统设计并提高了热传导效率。

参数

型号:FS10KMA-4A
  制造商:Fuji Electric
  器件类型:IGBT模块
  拓扑结构:半桥
  集电极-发射极电压 VCES:1200V
  集电极电流 IC (TC=80°C):10000A
  峰值集电极电流 ICM:20000A
  栅极-发射极电压范围 VGE:±20V
  工作结温范围 TJ:-40°C 至 +150°C
  存储温度范围 Tstg:-40°C 至 +125°C
  开关频率典型值:≤5kHz
  导通延迟时间 td(on):约1.2μs
  电流上升时间 tr:约1.5μs
  关断延迟时间 td(off):约3.5μs
  电流下降时间 tf:约2.0μs
  正向压降 VCE(sat) @ IC=10kA, VGE=15V:约2.4V
  二极管正向电压 VF @ IF=5kA:约2.0V
  热阻 Rth(j-c):约0.0025°C/W
  封装形式:大型平板式模块
  是否集成NTC:是

特性

FS10KMA-4A采用了富士电机第六代IGBT芯片技术,结合了沟槽栅与场截止层的设计优势,显著降低了导通损耗和开关损耗之间的折衷矛盾。这种结构不仅提升了载流子分布的均匀性,还有效抑制了拖尾电流现象,从而在高频开关应用中表现出更低的能量损耗和更高的效率。模块内部的电场优化设计增强了器件的耐压能力和雪崩能量承受能力,在瞬态过压或负载突变情况下仍能保持可靠运行。
  该模块具有极低的热阻特性(Rth(j-c)约为0.0025°C/W),意味着从芯片结到外壳之间的热量传递非常高效,适合用于极高功率密度的应用场合。即使在长时间满负荷运行下,也能通过外部散热系统迅速将热量导出,避免因局部过热导致性能退化或失效。同时,模块采用铜基板和活性金属钎焊(AMB)工艺制造陶瓷基板,提升了机械强度和长期热循环耐久性,确保在频繁启停或变工况运行中依然稳定可靠。
  集成的NTC温度传感器位于IGBT芯片附近,能够实时反映核心区域的温度变化,为控制系统提供精准的反馈信号,支持软启动、过温保护、动态限流等多种保护机制。此外,模块引脚布局经过电磁优化设计,减小了寄生电感,有助于降低开关过程中的电压尖峰和EMI干扰,提高系统的电磁兼容性。整体封装符合RoHS指令要求,并通过了严格的环境与寿命测试,适用于风力发电、轨道交通牵引变流器、工业大功率变频器等严苛应用环境。

应用

FS10KMA-4A主要用于需要处理极端电流等级的高端工业与能源系统中。在风力发电变流器中,它被广泛用于网侧和机侧逆变电路,承担着将发电机产生的不规则交流电转换为符合电网标准的高质量交流电的任务。由于其高达10kA的额定电流能力,特别适合兆瓦级直驱或半直驱风电机组使用,能够在恶劣气候条件下长期稳定运行。
  在轨道交通领域,该模块可用于电力机车或城市地铁的牵引逆变器中,驱动主电动机实现高效调速控制。其高可靠性和强抗扰能力满足铁路行业对安全性与可用性的严格要求。此外,在大型工业传动系统如轧钢机、矿山提升机、船舶推进系统中,FS10KMA-4A作为核心功率开关元件,支撑着多电平逆变拓扑结构,实现对大扭矩电机的精密控制。
  在智能电网与柔性输电系统(FACTS)中,该模块也可用于STATCOM、SVG等无功补偿装置中,快速响应电网波动,维持电压稳定。同时,它还可应用于超大容量UPS不间断电源系统、电解铝整流装置以及试验用大功率脉冲电源设备中,展现出卓越的动态响应能力和负载适应能力。其坚固的结构设计使其能够在高温、高湿、粉尘严重的工业现场环境中长期服役,减少维护成本并延长设备生命周期。

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