SKM40GD121D

El SKM40GD121D de SEMIKRON Danfoss es un módulo de potencia semiconductor con seis transistores bipolares de puerta aislada en topología de puente inversor trifásico completo (Three-Phase Inverter Bridge IGBT Module / 6-Pack), perteneciente a la familia de módulos industriales aislados Serie SEMITRANS 2 (gama GD). Está diseñado para la conversión estática de energía y control de accionamientos eléctricos en variadores de frecuencia para motores asíncronos y síncronos, servosistemas de posición, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI / UPS), fuentes de alimentación conmutadas industriales y equipos de soldadura electrónica.

Construido en un bastidor cerámico/plástico robusto SEMITRANS 2 con placa base de cobre aislada eléctricamente mediante sustrato cerámico de alúmina (Al2O3) y grado de protección IP00, opera en circuitos con tensiones de enlace de continua de hasta 800 VDC y redes trifásicas de hasta 480 VAC, con una tensión de bloqueo colector-emisor (VCES) de 1200 V. Presenta una corriente nominal continua de colector (IC) de 40 A a Tc = 25 °C (25 A a 30 A en régimen continuo a Tc = 80 °C), integrando 6 transistores N-Channel con diodos inversos de recuperación rápida CAL (Controlled Axial Lifetime) en antiparalelo, baja inductancia parásita interna para minimizar oscilaciones y sobretensiones de conmutación, terminales de potencia para soldar o atornillar y pines auxiliares de control para conexionado directo al circuito de disparo de puertas.

Specs

Fabricante: SEMIKRON Danfoss (Núremberg, Alemania)

Modelo / Referencia: SKM40GD121D (referencias asociadas: SKM40GD121DL1)

Código de Producto / UNSPSC: 32111500 / 23153100 (Módulos IGBT / Power Semiconductor Modules)

Familia / Serie: Serie SEMITRANS 2 (Topología Sixpack / Inverter Bridge)

Tipo de Componente: Módulo de potencia IGBT inversor trifásico completo (6 transistores IGBT + 6 diodos de marcha libre)

Tipo de Montaje: Montaje superficial atornillado sobre disipador térmico (heatsink mount) mediante tornillos M5 con pasta térmica conductora

Asignación de Pines / Terminales (Pinout)

Tipo de Conector / Regleta: Terminales de potencia superiores para soldadura/conexión de pletinas y pines cilíndricos/espadines para control de puerta

Distribución de Pines / Bornes Principales:

Terminales +DC / P: Conexión al carril positivo del enlace de corriente continua (DC Link Bus +)

Terminales -DC / N: Conexión al carril negativo del enlace de corriente continua (DC Link Bus -)

Terminal U (Phase 1): Salida de potencia de CA de la fase 1 hacia el motor

Terminal V (Phase 2): Salida de potencia de CA de la fase 2 hacia el motor

Terminal W (Phase 3): Salida de potencia de CA de la fase 3 hacia el motor

Terminales de Puerta (G1 a G6): Conexión de excitación de puerta de los 6 IGBTs individuales

Desglose de la Nomenclatura

SKM: Prefijo corporativo de SEMIKRON para módulos de transistores bipolares de puerta aislada (SEMIKRON IGBT Module)

40: Nivel de corriente nominal asignada de colector: Clase 40 A (a Tc = 25 °C)

GD: Topología del circuito interno: Puente inversor trifásico de seis transistores (Three-Phase Bridge / Sixpack / 6U)

12: Tensión asignada de bloqueo colector-emisor: 1200 V (12 x 100 V)

1: Generación tecnológica del chip de silicio y optimización de velocidad de conmutación

D: Integración de diodos de marcha libre antiparalelo CAL (Freewheeling CAL Diodes)

Especificaciones de Entrada y Tensión Asignada

Tensión Colector-Emisor Máxima (VCES): 1200 V

Tensión de Red Trifásica de Operación Típica: 380 VAC a 480 VAC

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

Tensión de Aislamiento Dieléctrico (Visol): 2500 VAC (1 minuto) / 3000 VAC (1 segundo) entre terminales y placa base

Especificaciones de Salida (Etapa Inversora IGBT)

Corriente Continua de Colector (IC): 40 A (a Tc = 25 °C) / 25 A a 30 A (a Tc = 80 °C)

Corriente de Colector Pulsada (ICM): 80 A (tp = 1 ms)

Tensión de Saturación Colector-Emisor (VCE(sat)): Típica 2.5 V a 2.7 V (a IC = 25 A, VGE = 15 V, Tj = 25 °C) / menor a 3.1 V (a Tj = 125 °C)

Tensión de Umbral de Puerta (VGE(th)): 4.5 V a 6.5 V

Capacidad de Resistencia a Cortocircuito (tsc): 10 µs (a VCC = 720 V, VGE <= 15 V, Tj = 125 °C)

Energía de Pérdidas por Conmutación (Eon + Eoff): Aprox. 4.0 mJ a 6.0 mJ por ciclo de maniobra

Frecuencia de Conmutación Típica: 4 kHz a 16 kHz

Diodos Antiparalelo Inversos (CAL Diode)

Corriente Directa Continua (IF): 30 A a 35 A (a Tc = 25 °C) / 20 A (a Tc = 80 °C)

Corriente Directa Pulsada (IFM): 60 A (tp = 1 ms)

Caída de Tensión Directa (VF): Típica 2.0 V a 2.3 V a 25 A (a Tj = 25 °C)

Carga de Recuperación Inversa (Qrr): Reducida para minimizar interferencias EMI y pérdidas dinámicas

Rendimiento Térmico y Mecánico

Resistencia Térmica Unión a Carcasa IGBT (Rth(j-c)): Aprox. 0.60 °C/W por elemento

Resistencia Térmica Unión a Carcasa Diodo (Rth(j-c)D): Aprox. 1.20 °C/W por elemento

Resistencia Térmica Carcasa a Disipador (Rth(c-s)): 0.05 °C/W para el módulo completo

Disipación Total de Potencia (Ptot): Aprox. 160 W a 200 W por interruptor a Tc = 25 °C

Construcción Mecánica y Dimensiones

Dimensiones Físicas:

Longitud de placa base: Aprox. 93.0 mm a 107.0 mm (según configuración de bridas)

Anchura de base: Aprox. 45.0 mm a 62.0 mm

Altura sobre disipador: Aprox. 30.0 mm

Materiales:

Placa base: Cobre niquelado de alta planitud y conductividad térmica

Sustrato aislante: Cerámica de alúmina (Al2O3) con pistas de cobre tipo DBC (Direct Bonded Copper)

Carcasa: Termoplástico técnico de ingeniería retardante de llama (UL 94V-0)

Fijación a Disipador: 4 tornillos M5 (par de apriete recomendado: 3.0 Nm a 5.0 Nm)

Peso Aproximado: Aprox. 250 g

Condiciones Ambientales y Seguridad

Temperatura de Operación de la Unión (Tj): -40 °C a +150 °C (servicio continuo típico hasta +125 °C)

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

Grado de Protección: IP00 conforme a IEC 60529

Normativas y Homologaciones: Homologación UL (archivo E63532), marcado CE y cumplimiento con la directiva europea RoHS

Módulo de potencia inversor trifásico en variadores de frecuencia para motores de 4 kW a 7.5 kW a 400/460 VAC.

Servodrives y controladores de servomotores sin escobillas (Brushless AC/PM Motors) en robótica y centros de mecanizado.

Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI / UPS) industriales de media capacidad.

Convertidores e inversores para bombeo solar y plantas fotovoltaicas auxiliares.

Fuentes de corriente conmutada y equipos de corte por plasma o soldadura industrial.