FF100R12KS4

El Infineon FF100R12KS4 es un módulo de potencia dual tipo IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) que pertenece a la clásica y robusta familia de encapsulados de 62 mm. Este modelo en particular destaca dentro del catálogo de Infineon por incorporar la tecnología de chip IGBT4 de alta velocidad (High-Speed), diseñada específicamente para aplicaciones que requieren frecuencias de conmutación muy elevadas sin sacrificar la eficiencia térmica.

Especificaciones Eléctricas Principales

Configuración: Dual. Integra dos IGBTs conectados en serie para formar una sola rama de medio puente o Half-Bridge.

Corriente Nominal de Colector (Ic): 100 Amperios continuos operando a una temperatura de carcasa controlada de 80 °C (puede manejar hasta 150 Amperios si la carcasa se logra mantener a 25 °C).

Voltaje Máximo Colector-Emisor (Vces): 1200 Voltios (1.2 kV). Excelente para operar en autobuses de corriente directa (DC) de 600V a 800V, alimentados por redes trifásicas industriales comunes (380V, 440V y 480V AC).

Letra S4 (Alta Velocidad): A diferencia de las series estándar (como KE3 o KE4), la variante KS4 está optimizada para conmutación rápida. Soporta frecuencias de operación significativamente más altas (habitualmente en el rango de 20 kHz a 40 kHz), reduciendo drásticamente las pérdidas por conmutación y el ruido acústico en la aplicación.

Voltaje de Aislamiento (Viso): Soporta hasta 2500 Voltios AC eficaces por un minuto entre todas las terminales eléctricas y la base metálica inferior.

Características Físicas y Construcción

Encapsulado Estándar de 62 mm: Es un diseño industrial altamente estandarizado e intercambiable a nivel global, lo que facilita encontrar sustitutos mecánicos directos.

Base de Cobre Aislada: La placa inferior de cobre plano asegura una transferencia térmica masiva y eficiente hacia el disipador. Gracias a su sustrato cerámico interno, se puede atornillar directamente a la estructura metálica del equipo sin riesgo de cortocircuito.

Diodos de Recuperación Ultra Rápida: Cada IGBT incluye en paralelo inverso un diodo de libre circulación (Free Wheeling Diode) optimizado para alta velocidad, reduciendo el pico de corriente inversa durante el apagado del transistor.

Terminales: Bornes superiores de tornillo (M5) para el circuito de fuerza de alta corriente y pines tipo pestaña para la conexión del cableado de control.

Diagrama de Conexiones Internas

El módulo viene interconectado de fábrica en una topología de medio puente:

Terminal 1 (C1): Colector del IGBT superior (va conectado al positivo del bus DC).

Terminal 2 (C2E1): Punto de unión central (Emisor del IGBT superior conectado al Colector del IGBT inferior). Esta terminal es la salida de fuerza de la fase hacia la carga.

Terminal 3 (E2): Emisor del IGBT inferior (va conectado al negativo del bus DC).

Pines de Control (G1/E1 y G2/E2): Conexiones independientes de compuerta (Gate) y emisor auxiliar para recibir los pulsos lógicos de disparo desde la tarjeta Gate Driver.

Debido a su diseño enfocado en la alta velocidad de conmutación, este módulo se utiliza en aplicaciones específicas donde los IGBTs estándar se sobrecalentarían:

1. Equipos de Calentamiento por Inducción Industrial

Se emplea en las etapas inversoras de sistemas de tratamiento térmico de metales o cocinas de inducción de gran escala, donde se requieren corrientes de alta frecuencia para generar los campos magnéticos necesarios.

2. Máquinas de Soldar Inverter de Alta Gama

Utilizado en fuentes de poder para soldadura industrial pesada (MIG/TIG), permitiendo que la alta frecuencia de conmutación mantenga un arco eléctrico sumamente estable, suave y libre de salpicaduras.

3. Fuentes de Alimentación Conmutadas (SMPS) de Alta Potencia

Forma parte de rectificadores industriales y fuentes de poder reguladas de gran capacidad, donde operar a altas frecuencias permite reducir drásticamente el tamaño y peso de los transformadores y filtros magnéticos.

4. Inversores para Sistemas Médicos (Rayos X y Resonancias)

Se integra en los inversores de precisión que alimentan tubos de rayos X o equipos de escaneo médico, donde la estabilidad de la energía a alta frecuencia es crítica para la calidad del diagnóstico.