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FS5KM-18A 发布时间 时间:2025/9/29 20:41:07 查看 阅读:6

FS5KM-18A是一款由富士电机(Fuji Electric)生产的IGBT模块,属于其高性能功率半导体产品线的一部分。该模块专为高效率、高可靠性的电力电子应用而设计,广泛应用于工业驱动、可再生能源系统以及各种大功率变换设备中。FS5KM-18A采用先进的封装技术与优化的芯片工艺,能够在高温和高电压环境下稳定运行,具备良好的热性能和电气绝缘能力。该模块内部集成了IGBT芯片和反并联快速恢复二极管(FWD),构成完整的半桥或全桥拓扑结构,适用于三相逆变器、不间断电源(UPS)、感应加热和电机控制等场景。作为富士第五代IGBT模块的代表型号之一,FS5KM-18A在开关损耗与导通损耗之间实现了良好平衡,提升了整体系统能效。此外,该模块支持直接水冷或风冷散热方式,便于集成到不同类型的冷却系统中,增强了系统的灵活性与适应性。由于其高功率密度和紧凑设计,FS5KM-18A特别适合对空间要求严格且需要长期连续运行的应用场合。

参数

型号:FS5KM-18A
  制造商:富士电机(Fuji Electric)
  器件类型:IGBT模块
  额定集电极电流(IC):450A(Tc=80°C)
  最大集电极-发射极电压(Vces):1200V
  最大栅极-发射极电压(Vge):±20V
  饱和压降(Vce(sat)):约2.1V(在IC=450A, Vge=15V条件下)
  反向恢复二极管正向电压(VF):约2.0V
  开关频率:典型值可达10kHz以上,具体取决于应用条件和散热设计
  工作结温范围(Tj):-40°C 至 +150°C
  存储温度范围(Tstg):-40°C 至 +125°C
  隔离电压(Viso):2500Vrms / 1分钟(符合UL、IEC标准)
  热阻(Rth(j-c)):约0.12°C/W(每IGBT芯片)
  封装形式:大型平面型模块(Flat Type Module),适合螺栓安装和压接式连接

特性

FS5KM-18A的核心特性之一是采用了富士电机第五代IGBT芯片技术,这一代技术显著降低了导通损耗和开关损耗,从而提高了整体转换效率。其独特的场截止(Field Stop)结构和精细沟槽栅设计使得载流子分布更加均匀,在保证高耐压的同时实现了更低的Vce(sat)。这种优化不仅减少了发热,也允许更高的功率密度输出。模块内部的IGBT与FWD配对经过精心匹配,确保在高频开关过程中具有优异的动态均流能力和抗短路能力。该模块具备出色的短路耐受时间,通常可在额定条件下承受约10μs的短路电流而不损坏,这对于保护下游设备和提升系统安全性至关重要。
  另一个关键特性是其卓越的热管理性能。FS5KM-18A采用陶瓷基板(如氮化铝AlN或氧化铍BeO)和高导热硅脂界面材料,有效降低从芯片到外壳的热阻,使热量能够快速传导至散热器。其平面封装结构支持大面积接触冷却,无论是使用风冷还是液冷都能实现高效散热。此外,模块引脚和端子布局经过电磁优化,减小了寄生电感,有助于抑制电压尖峰和EMI干扰,提高系统稳定性。所有金属接触面均采用镀银处理,增强了导电性和抗氧化能力,延长了使用寿命。
  可靠性方面,FS5KM-18A通过了严格的工业级认证测试,包括高温反偏(HTRB)、高温栅极偏置(HTGB)和温度循环试验(Temperature Cycling Test),确保在恶劣工况下仍能保持长期稳定运行。模块还具备良好的抗湿热性能和防尘密封设计,适用于潮湿、多尘等复杂工业环境。内置的NTC热敏电阻可用于实时监测模块内部温度,实现精确的过温保护和闭环温控策略。这些综合特性使FS5KM-18A成为高端工业变频器、大功率UPS和太阳能逆变器中的理想选择。

应用

FS5KM-18A主要应用于需要高功率密度和高可靠性的电力电子系统中。其最常见的用途是在中高压交流传动系统中作为主逆变器的核心开关元件,用于驱动大型异步电机或永磁同步电机,广泛服务于冶金、矿山、轨道交通和电梯等行业。在可再生能源领域,该模块被大量用于光伏并网逆变器和风力发电变流器中,负责将直流电高效转换为符合电网标准的交流电。由于其支持高频开关操作和低损耗特性,特别适合用于多电平拓扑结构(如NPC三电平)以进一步降低谐波含量和滤波成本。
  在不间断电源(UPS)系统中,FS5KM-18A常用于双变换在线式UPS的逆变级和整流级,提供纯净稳定的正弦波输出,并具备快速动态响应能力以应对负载突变。此外,该模块也适用于感应加热电源、焊接设备和电镀电源等工业加热类应用,因其能在高重复频率下稳定工作,并承受较大的浪涌电流冲击。在电动汽车充电基础设施中,部分大功率直流快充桩也会采用类似规格的IGBT模块进行AC/DC和DC/DC转换环节的功率处理。
  由于其具备高隔离电压和强抗干扰能力,FS5KM-18A还可用于特种电源系统,如医疗成像设备电源、激光电源和航空航天地面支持设备等对安全性和稳定性要求极高的场合。总之,任何需要将电能高效、可控地进行形态或频率转换的大功率系统,都是FS5KM-18A的潜在应用场景。

替代型号

2MBI450U4B-120

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