15J311 IGBT Toshiba

Giới thiệu 15J311

15J311 là một IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) của Toshiba, thiết kế cho các ứng dụng công suất cao với hiệu suất tốt và độ tin cậy cao. Dưới đây là mô tả chi tiết về linh kiện này

Thông số kỹ thuật chính của 15J311

• Điện áp cực thu – cực phát (Vce): 600V
• Dòng điện cực thu (Ic): 15A
• Điện áp cổng – cực phát (Vge): ±20V
• Điện trở rơi (Rce(on)): Khoảng 2.0Ω (tùy thuộc vào điều kiện hoạt động)
• Điện áp ngưỡng cổng (Vge(th)): Khoảng 4.0V đến 6.0V
• Nhiệt độ hoạt động: -40°C đến +150°C

Cấu trúc và Đặc điểm

• Công nghệ kênh N: 15J311 sử dụng cấu trúc kênh N, giúp kiểm soát dòng điện hiệu quả trong mạch.
• Diode chống ngược tích hợp: Diode chống ngược tích hợp bảo vệ IGBT khỏi các điện áp ngược, rất quan trọng trong các mạch có cuộn cảm.
• Khả năng chuyển mạch nhanh: Được thiết kế để có khả năng chuyển mạch nhanh và hiệu suất cao trong các ứng dụng yêu cầu tần số chuyển mạch cao.

Chức năng của 15J311

1. Chuyển mạch công suất:
   • Chức năng: IGBT 15J311 được sử dụng để chuyển mạch dòng điện lớn với hiệu suất cao, có thể bật và tắt nhanh chóng để điều khiển dòng điện trong các mạch công suất cao.
   • Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển công suất và các mạch chuyển mạch điện tử.
2. Điều khiển động cơ:
   • Chức năng: Trong các hệ thống điều khiển động cơ, IGBT giúp điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn của động cơ bằng cách thay đổi lượng dòng điện cung cấp.
   • Ứng dụng: Các ứng dụng phổ biến bao gồm điều khiển động cơ điện, máy nén, và máy bơm.
3. Biến tần:
   • Chức năng: IGBT 15J311 có thể được sử dụng trong các ứng dụng biến tần để chuyển đổi dòng điện DC sang AC một cách hiệu quả.
   • Ứng dụng: Các ứng dụng biến tần bao gồm hệ thống năng lượng mặt trời, hệ thống nguồn cung cấp điện công nghiệp, và các thiết bị công suất cao.
4. Nguồn cung cấp điện:
   • Chức năng: Được sử dụng trong các bộ nguồn chuyển mạch (SMPS) công suất cao để cung cấp nguồn điện ổn định và hiệu quả cho các thiết bị điện tử.
   • Ứng dụng: Các ứng dụng bao gồm bộ nguồn công suất cao, nguồn điện cho thiết bị điện tử, và các ứng dụng công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của 15J311

1. Trạng thái Tắt (OFF):
   • Công tắc Mở: Khi điện áp cổng (Vge) thấp hơn ngưỡng (khoảng 4.0V đến 6.0V), IGBT ở trạng thái tắt, không cho phép dòng điện chảy qua từ cực thu (Collector) đến cực phát (Emitter).
   • Tính năng: IGBT hoạt động như một công tắc mở, chặn dòng điện chính và chỉ cho phép một dòng điện rò nhỏ.
2. Trạng thái Bật (ON):
   • Công tắc Đóng: Khi điện áp cổng vượt qua ngưỡng, IGBT chuyển sang trạng thái bật, tạo ra một kênh dẫn cho phép dòng điện lớn chảy từ Collector đến Emitter.
   • Tính năng: Dòng điện được điều khiển bởi điện áp cổng, cho phép kiểm soát dòng điện với mức điện áp điều khiển thấp.
3. Chuyển mạch:
   • Bật (Turn-On): Khi điện áp cổng đạt đến giá trị ngưỡng, kênh dẫn mở ra, cho phép dòng điện chảy qua. Thời gian bật của IGBT rất ngắn, giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình chuyển mạch.
   • Tắt (Turn-Off): Khi điện áp cổng giảm xuống dưới ngưỡng, kênh dẫn đóng lại và dòng điện bị ngắt. Thời gian tắt cũng rất ngắn, giúp ngăn chặn tổn thất năng lượng và cải thiện hiệu suất hoạt động.
4. Diode chống ngược tích hợp:
   • Tính năng: Diode chống ngược trong 15J311 giúp bảo vệ IGBT khỏi các điện áp ngược có thể gây hỏng hóc, rất quan trọng trong các ứng dụng có chứa cuộn cảm.

Ưu điểm của 15J311

• Khả năng chịu điện áp trung bình: Với điện áp tối đa 600V, 15J311 phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu điện áp trung bình.
• Hiệu suất chuyển mạch cao: Thời gian bật/tắt ngắn giúp giảm tổn thất năng lượng và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.
• Độ tin cậy cao: Thiết kế giúp hoạt động ổn định trong các điều kiện khắc nghiệt và có tuổi thọ lâu dài.
• Khả năng chuyển mạch nhanh: Đáp ứng tốt trong các ứng dụng yêu cầu tần số chuyển mạch cao.

Lưu ý khi sử dụng 15J311

• Tản nhiệt: Đảm bảo rằng hệ thống tản nhiệt được thiết kế tốt để duy trì nhiệt độ hoạt động an toàn cho IGBT, đặc biệt khi làm việc với dòng điện lớn.
• Điều khiển cổng: Điều khiển điện áp cổng cần phải chính xác để đảm bảo hiệu suất tối đa và tránh làm hỏng thiết bị. Đảm bảo rằng điện áp cổng không vượt quá các giới hạn cho phép.
• Kiểm tra định kỳ: Trong các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, nên kiểm tra định kỳ IGBT để đảm bảo nó hoạt động đúng theo thiết kế và không bị hỏng hóc.

Kích thước 15J311

Xem thêm những sản phẩm IGBT khác tại đây

Datasheet của 15J311