40MT120UHA

El 40MT120UHA de International Rectifier (actualmente Infineon Technologies AG) es un módulo de potencia semiconductor híbrido integrado en configuración de puente rectificador trifásico de entrada con etapa de conmutación IGBT (Three-Phase Input Rectifier Bridge with IGBT Chopper Module), perteneciente a la familia de módulos de potencia compactos en envolvente metálica aislada Serie MTP / MT...UHA (MicroThyristor & Power Module). Está diseñado para etapas de rectificación de red, pre-carga de enlace de continua y regulación/frenado de potencia en variadores de velocidad de motores CA, fuentes de alimentación conmutadas industriales de alta potencia (SMPS), inversores para soldadura por arco y sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS).

Construido en un encapsulado modular compacto tipo MTP con placa base de cobre de contacto térmico directo aislada eléctricamente mediante sustrato cerámico de alúmina (DBC) y grado de protección IP00 para montaje sobre disipador, está concebido para fijación por tornillos mecánicos y soldadura de pines sobre circuito impreso (PCB). Opera con una tensión máxima de bloqueo inverso en los diodos rectificadores de 1200 V y una tensión colector-emisor de ruptura (VCES) en el transistor IGBT de 1200 V, con una corriente nominal continua de salida rectificada (Id) de 40 A (a temperatura de carcasa de 80 °C). Incorpora en una única envolvente un puente rectificador no controlado de 6 diodos para red trifásica, un interruptor IGBT de alta velocidad con tecnología NPT (Non-Punch-Through) optimizado para frecuencias de hasta 20 kHz, un diodo ultrarrápido de libre circulación (HEXFRED freewheeling diode) en antiparalelo, y un sensor de temperatura interno por termistor NTC para monitorización y protección térmica continua de los semiconductores.

Specs

Fabricante: International Rectifier (IR) / Infineon Technologies AG

Modelo / Referencia: 40MT120UHA (código de catálogo completo: 40MT120UHAPBF)

Código de Producto / UNSPSC: 32111700 / 32111702 (Módulos semiconductores de potencia / Power Modules)

Familia / Serie: Serie MTP (High Voltage Power Module Series)

Tipo de Componente: Módulo de potencia híbrido integrado (Puente rectificador trifásico de 6 diodos + IGBT de conmutación/freno + Diodo FWD + NTC)

Tipo de Montaje: Fijación mediante tornillos sobre disipador térmico con pasta térmica y pines de inserción pasante soldables a placa PCB

Asignación de Pines / Terminales (Pinout)

Tipo de Conector / Regleta: Terminales rí

Distribución de Pines / Bornes:

Terminales 1, 2, 3 (R / S / T o L1 / L2 / L3): Entradas de red trifásica hacia el puente rectificador de diodos

Terminales 4, 5 (+ / - o DC+ / DC-): Salida positiva y negativa del bus de corriente continua no regulado

Terminal 6 (C / Colector): Colector del transistor IGBT (o nodo de carga/frenado)

Terminal 7 (G / Gate): Puerta de control del transistor IGBT

Terminales 9, 10 (NTC1, NTC2): Conexiones analógicas para el sensor térmico NTC interno

Placa Base Metálica: Aislada eléctricamente (tierra de disipador / PE)

Desglose de la Nomenclatura

40: Corriente media continua asignada de salida: 40 A (a temperatura de referencia)

MT: Tipo de encapsulado mecánico: Módulo compacto MicroThyristor / Power Package (MTP)

120: Tensión nominal máxima de bloqueo dividida por 10: 1200 V (tensión asignada para diodos e IGBT)

U: Tecnología de transistor de potencia: IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

H: Rango de velocidad de conmutación: Rango intermedio/alto de conmutación rápida (High Speed)

A: Configuración interna de circuito: Puente rectificador trifásico con IGBT y diodo auxiliar integrado

Especificaciones de la Etapa Rectificadora de Entrada (Puente de Diodos)

Tensión Inversa de Pico No Repetitiva (VRSM): 1300 V

Tensión Inversa de Pico Repetitiva (VRRM): 1200 V

Corriente Continua de Salida Rectificada (Id): 40 A (a TC = 80 °C) / hasta 55 A (a TC = 25 °C)

Corriente de Pico de Sobreintensidad No Repetitiva (IFSM a 50 Hz, 10 ms): 380 A a 400 A

Capacidad de Fusión Térmica (I²t a 10 ms): 720 A²s a 800 A²s

Tensión Directa Máxima por Diodo (VF): 1.15 V a 1.25 V (a corriente nominal e IF = 40 A)

Corriente de Fuga Inversa Máxima (IRRM): Menor a 100 µA a 25 °C (hasta 2 mA a 125 °C)

Especificaciones de la Etapa de Conmutación (Transistor IGBT y Diodo FWD)

Tensión Colector-Emisor Máxima (VCES): 1200 V

Tensión Puerta-Emisor Continua (VGES): ±20 V

Corriente Continua de Colector (IC a TC = 80 °C): 20 A a 25 A

Corriente Continua de Colector (IC a TC = 25 °C): Hasta 40 A

Corriente Pulsada de Colector (ICM): 80 A (ancho de pulso limitado por Tj máxima)

Tensión de Saturación Colector-Emisor (VCE(sat)): Típicamente 2.10 V a 2.45 V (a IC = 20 A, VGE = 15 V, Tj = 125 °C)

Tensión Umbral de Puerta (VGE(th)): 4.0 V a 6.5 V (a IC = 0.5 mA)

Tiempo de Caída de Conmutación (tf): Aprox. 80 ns a 130 ns

Diodo Libre Circulación (FWD): Diodo de recuperación ultrarrápida de 1200 V con VF típicamente de 1.8 V a 2.2 V y bajo tiempo de recuperación inversa (trr < 100 ns)

Sensor Térmico Integrado y Características de Aislamiento

Tipo de Sensor: Termistor cerámico NTC interno acoplado térmicamente al sustrato DBC

Resistencia Nominal del Termistor (R25): 4.7 k? o 5.0 k? a +25 °C

Tolerancia de Resistencia: ±5%

Valor Característico Beta (B25/85): Aprox. 3500 K a 3800 K

Tensión de Aislamiento Dieléctrico (VISOL): 2500 VAC RMS (50/60 Hz durante 1 minuto entre pines de potencia y placa base metálica)

Resistencia Térmica Unión a Carcasa (Rth(j-c)):

Por cada diodo rectificador: Aprox. 1.10 °C/W a 1.25 °C/W

Por transistor IGBT: Aprox. 0.85 °C/W a 1.00 °C/W

Por diodo FWD: Aprox. 1.40 °C/W

Construcción Mecánica y Dimensiones

Tamaño de Bastidor / Formato: Encapsulado híbrido MTP (envolvente rectangular moldeada de bajo perfil)

Dimensiones Físicas: Aprox. 62.0 mm (longitud) x 35.0 mm (anchura) x 21.0 mm a 24.0 mm (altura total con pines de inserción)

Distancia entre Orificios de Fijación: Aprox. 52.0 mm a 54.0 mm (para tornillos de montaje M4)

Materiales:

Placa Base: Cobre electrolítico grueso con recubrimiento niquelado

Aislamiento Interno: Cerámica Al2O3 (alúmina) mediante proceso de unión directa de cobre (DBC)

Carcasa Exterior: Polímero termoplástico de alta resistencia térmica (UL 94V-0)

Relleno Interior: Gel de silicona aislante de alta rigidez dieléctrica

Par de Apriete de Montaje: 3.0 Nm a 4.0 Nm sobre disipador

Peso Aproximado: Aprox. 60 g a 75 g

Condiciones Ambientales y Seguridad

Temperatura de Operación de Unión (Tj): -40 °C a +150 °C (IGBT y diodos)

Temperatura de Almacenamiento: -40 °C a +125 °C

Grado de Protección: IP00 según IEC 60529 (requiere instalación dentro de gabinete protector o envolvente cerrada)

Grado de Inflamabilidad: Clasificación de autoextinción UL 94V-0

Normativas y Homologaciones: Homologación reconocida UL (archivo de componentes de potencia aislados), marcado CE y cumplimiento con directiva RoHS (versión PBF sin plomo)

Rectificación de entrada y chopper de frenado o elevador (boost) en convertidores de frecuencia para motores trifásicos de 2.2 kW a 5.5 kW.

Etapa de rectificación primaria y corte por conmutación en máquinas industriales de soldadura TIG/MIG e inversores de corte por plasma.

Fuentes de alimentación conmutadas industriales (SMPS) y cargadores de baterías de gran capacidad conectados a redes trifásicas de 380-480 VAC.

Etapa de conversión de potencia de entrada en sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI/UPS) industriales.

Controladores de etapas térmicas y reguladores de calentamiento por inducción de alta frecuencia.