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1SP0340
Single-Channel SCALE™-2 Plug&Play für 4.5kV IGBTs
Der neue 1SP0340 SCALE-2 Plug-and-Play-Treiber ist speziell für die zuverlässige und sichere Ansteuerung von 130 x 140 mm und 190 x 140 mm IGBT-Modulen mit 6000 V Isolationsspannung und 4,5 kV Sperrspannung konzipiert. Er ist für hochzuverlässige Anwendungen in der Bahnindustrie optimiert. Das Treiberkonzept basiert auf einem Master/Slave-Prinzip, das den sicheren Betrieb von parallel geschalteten IGBT-Modulen ermöglicht. Der Master (1SP0340V oder 1SP0340S) kann als Stand-alone-Treiber ohne Slave zum Betrieb eines einzelnen IGBT-Moduls oder mit bis zu drei Slaves (1SP0340D) zum Betrieb von bis zu vier parallel geschalteten IGBT-Modulen eingesetzt werden.
Der Master ist mit einer faseroptischen Schnittstelle und einem globalen Fehlermanagement ausgestattet. In Master/Slave-Konfigurationen sind die Slaves mit dem Master über ein Buskabel verbunden, das das gemeinsame Befehlssignal und die sekundärseitigen Versorgungsspannungen des DC/DC-Wandlers verteilt. Der 1SP0340-Treiber basiert auf dem hochintegrierten SCALE-2-Chipsatz von CONCEPT, der leistungsstarke, vollständige und extrem kompakte Einkanal-IGBT-Treiber ermöglicht. Der SCALE-2-Chipsatz reduziert außerdem die Anzahl der Komponenten um 80 % im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, was die Zuverlässigkeit deutlich erhöht und die Kosten senkt.
Die 1SP0340-Treiber sind mit Dynamic Advanced Active Clamping (DA2C), Kurzschlussschutz, geregelter Einschalt-Gate-Ansteuerspannung und Versorgungsspannungs-Überwachung ausgestattet. Für alle mechanisch kompatiblen IGBT-Module sind eng abgestimmte Treiberversionen erhältlich. Die Plug-and-Play-Fähigkeit ermöglicht den sofortigen Betrieb nach der Montage, und der Anwender muss keinen Aufwand für die Anpassung oder das Design des Treibers für eine bestimmte Anwendung betreiben.
Zur galvanischen Trennung der Befehls- und Rückmeldesignale werden Lichtwellenleiter verwendet. Es sind zwei Versionen erhältlich: 1SP0340V mit Versatile-Links und 1SP0340S mit ST-Links.
Im Gegensatz zu anderen SCALE-2 Plug-and-Play-Treibern ist der 1SP0340-Treiber modular aufgebaut, d.h. die Treiberkarte und die Stromversorgung (DC/DC-Wandler) sind zwei separate Einheiten. Das bedeutet, dass jeder Treiber, der für ein bestimmtes IGBT-Modul entwickelt wurde, für jede erforderliche Isolationsspezifikation verwendet werden kann. Lediglich die separate Spannungsversorgung (ISO5125I) muss für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass Treiber für 4,5-kV-IGBTs in 2-Level-, 3-Level- und Multi-Level-Wechselrichter-Topologien implementiert werden können. Der Treiber wird mit drei Schrauben direkt auf das IGBT-Modul montiert. Das separate Netzteil wird in unmittelbarer Nähe des IGBTs angebracht. Bei parallel geschalteten Treibern wird nur ein Netzteil pro Schalter benötigt.
- Sperrspannungen von 4500V
- Glasfaserschnittstellen
- +15V (geregelt)/-10V Gateansteuerung
- Direkte Parallelschaltung von IGBTs
- 2-Level- und Multilevel-Topologien
- Dynamischer IGBT-Kurzschlussschutz
- Dynamic Advanced Active Clamping DA2C
- Versorgungsunterspannungs-Lockout
- Gateüberwachung
- Kriech- und Luftstrecken nach IEC 60077-1
- UL-konform
- Hervorragende EMV
- Zuverlässige, lange Lebensdauer
Power Integrations bietet hochintegrierte IGBT-Treiber. Basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung wurden für die Treiber- und Überwachungsfunktionen ASICs entwickelt, die zusammen mit den induktiven Übertragern das Kernstück der Treiber bilden. Umfangreicher Applikationssupport beim Design wird angeboten.
Hochintegrierte Treiberbausteine: günstiger als diskrete Eigenentwicklung
MOSFETs und IGBTs sind im Gegensatz zu bipolaren Leistungshalbleitern angenehm mit wenig Leistung zu steuern. Doch müssen hohe Gate-Kapazitäten umgeladen und bei gestockten IGBTs für HGÜ (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) auch große Potentialdifferenzen überbrückt werden. Hinzu kommen Schutzfunktionen für die Leistungshalbleiter und eine negative Vorspannung zu sperrender IGBTs, damit diese nicht infolge von Transienten in Brückenschaltungen durchschalten und ausfallen können.
Angesichts der hohen Spannungen ist hier einiges Know-How erforderlich. So sind spezielle Vorschriften zu Isolationsabständen, Luft- und Kriechstrecken und der Teilentladungsfestigkeit einzuhalten und diese auch mit teuren Messgeräten zu überprüfen. Ebenso ist die Degradation des Platinensubstrats und die Migration von Metallionen in diesem zu berücksichtigen, die andernfalls zu vorzeitigen Kurzschlüssen und Totalausfällen führen kann.
Statt aufwendige eigene Entwicklungen zu starten, ist es hier sinnvoll, erprobte, sichere unter Verwendung eigens entwickelter, monolithisch hochintegrierter Halbleiterbausteine sowie eigener Planar-Übertrager designte Treibermodule zu verwenden, wie sie Power Integrations unter der Bezeichnung SCALE (steht für Scaleable, Compact, All-purpose, Low-cost and Easy-to-use) anbietet. Power Integrations, zuvor CONCEPT, entwickelt seit über 30 Jahren IGBT-Treiberlösungen und verfügt deshalb über unerreichte Erfahrung mit dieser Thematik.
Die SCALE-Bausteine werden mit Standard-Logikpegeln von 3,3 bis 15 V angesteuert und sind im IGBT-Bereich sehr wirtschaftlich: Sie sind günstiger und zuverlässiger als konventionelle, diskrete Schaltungsdesigns, insbesondere, wenn es um die Ansteuerung von Hochvolt-IGBTs geht. Damit bietet HY-LINE Power Components Ihnen alles rund um Wechselrichter und Hochleistungs-DC/DC-Wandler aus einer Hand.
Es gibt von Power Integrations einerseits allgemeine Module, die SCALE Driver Cores, und andererseits auf bestimmte IGBT-Module angepasste Bausteine, die SCALE Plug-and-Play Driver. Hinzu kommen die monolithisch integrierten SCALE iDriver-Chips.
Bild | Title | Datasheet | Merkliste | IGBT Hersteller | Unterstützte Module | Modulgehäuse | Ansteuerung | Interface-Typ | Gate-Strom | Ausgangsleistg./ Kanal | Sperrspannung (max) | Versorgungsspg. | Max. Schaltfreq. | Temperaturbereich | Schutzfunktionen | Delay time | Isolation Type | Conformal Coating | UL |
 | Alle | 130 x140 mm (IHM) Single (4,5kV) | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz ... 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Mitsubishi/Powerex | CM1200HC-90RA | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 8.7 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Mitsubishi/Powerex | CM1500HC-90XA | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Infineon | FZ1200R45HL3 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Hitachi | MBN900D45A | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Toshiba | MG900GXH1US53 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Nein | |||||
| Infineon | FZ1200R45HL3 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Electrical | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Ja | |||||
| Mitsubishi/Powerex | CM1500HC-90XA | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Alle | 130 x140 mm (IHM) Single (4,5kV) | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz ... 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Mitsubishi/Powerex | CM1200HC-90RA | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 8.7 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Infineon | FZ1200R45HL3 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Hitachi | MBN900D45A | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Toshiba | MG900GXH1US53 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 10.0 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Nein | ||||
| Infineon | FZ1200R45HL3 | 130 x140 mm (IHM) | Direct-Independent | Fiber Optic | +35 A | 2.8 W | 4500 V | 25 V | 3.5 kHz | -40 ℃ ... 85 ℃ | Dynamic Adv Active Clamping, Over-voltage, Short Circuit, UVLO(Sec-side) | Rise: 10 ns - Fall: 25 ns | Creepage and clearances according to IEC 60077-1 | Ja |
