C451PN

El C451PN de Powerex, Inc. (anteriormente línea conjunta Westinghouse / General Electric) es un tiristor de potencia de conmutación de fase en encapsulado tipo disco o pastilla (Phase Control Hockey Puk SCR / Press-Pack Thyristor), perteneciente a la familia de semiconductores de potencia de alta capacidad C451 Series. Su función tecnológica clave es el control y rectificación síncrona por ángulo de fase de corrientes continuas masivas en convertidores AC/DC de alta potencia, accionamientos de motores de corriente continua (DC Drives), controles de calentamiento por resistencia/inducción, rectificadores de galvanoplastia y arrancadores de gran capacidad para aplicaciones industriales pesadas y minería.

Construido en un formato de pastilla hermética de compresión mecánica (Press-Pack / Hockey Puk) con caras polares de cobre mecanizado con baño de níquel y aislador perimetral cerámico de alto aislamiento dieléctrico, opera con una corriente eficaz nominal en conducción (IT(RMS)) de 1250 A (y corriente media directa IT(AV) de aprox. 800 A bajo refrigeración de doble cara) y una tensión repetitiva de pico en estado de bloqueo e inverso (VDRM / VRRM) de 1800 V. Incorpora una unión difusa de silicio de gran diámetro con compuerta de disparo central amplificada (Amplifying Gate) para soportar elevados regímenes de di/dt, capacidad para sobrecorrientes transitorias no repetitivas de hasta 10000 A, y requiere montaje bajo fuerza de apriete controlada mediante abrazaderas externas (clamping force) sobre disipadores refrigerados por aire forzado o agua.

Specs

Fabricante: Powerex, Inc. (Youngwood, Pennsylvania, EE. UU.)

Modelo / Referencia: C451PN (referencias comerciales: C451PN / Westinghouse C451PN)

Código de Producto / UNSPSC: 32111700 / 32111703 (Tiristores de potencia / Phase Control SCRs)

Familia / Serie: Serie C451 (Gama de tiristores de control de fase tipo Hockey Puk)

Tipo de Componente: Tiristor controlado por silicio (SCR) de control de fase en formato disco/pastilla

Tipo de Montaje: Montaje por compresión mecánica mediante abrazadera calibrada (Clamp Mount / Press-Pack) sobre disipador térmico simple o doble

Asignación de Pines / Terminales (Pinout)

Tipo de Conector / Regleta: Caras de contacto de potencia por presión (ánodo y cátodo planos) y terminales auxiliares de compuerta tipo lengüeta/hilo flexible

Distribución de Pines / Superficies:

Superficie Superior / Cara Polar Plana: Cátodo principal (K / Cathode)

Superficie Inferior / Cara Polar Plana: Ánodo principal (A / Anode)

Terminal Rojo / Blanco (hilo o lengüeta auxiliar): Compuerta de disparo (G / Gate)

Terminal Blanco / Conexión auxiliar de cátodo: Cátodo auxiliar (retorno Kelvin de compuerta)

Desglose de la Nomenclatura

C: Familia de dispositivos tiristores de potencia Powerex / General Electric

451: Bastidor y tamaño de oblea de silicio (diámetro y características mecánicas tipo pastilla T72/C45)

P: Código de tensión asignada de bloqueo directo e inverso: 1800 Voltios (VDRM / VRRM = 1800 V)

N: Código de velocidad de conmutación / tiempo de apagado estándar para tiristores de frecuencia de red (Phase Control, tq estándar)

Especificaciones Eléctricas de Entrada (Circuito de Compuerta / Gate)

Tensión de Disparo de Compuerta (VGT): Típ. 1.5 V a 3.0 V (a Tj = 25 °C)

Corriente de Disparo de Compuerta (IGT): Típ. 150 mA a 200 mA (a Tj = 25 °C)

Tensión de No Disparo de Compuerta (VGD): Mín. 0.25 V (a Tj = 125 °C bajo VDRM asignada)

Corriente de No Disparo de Compuerta (IGD): Mín. 10 mA (a Tj = 125 °C)

Pico de Tensión Inversa de Compuerta (VRGM): 5.0 V

Pico de Potencia de Compuerta (PGM): Hasta 16 W (en régimen pulsado)

Especificaciones Eléctricas de Operación (Circuito Ánodo-Cátodo)

Tensión Repetitiva de Bloqueo Directo e Inverso (VDRM / VRRM): 1800 V

Tensión No Repetitiva de Bloqueo Inverso (VRSM): 1900 V

Corriente Eficaz de Estado Conductor (IT(RMS)): 1250 A (con refrigeración de doble cara)

Corriente Directa Media Asignada (IT(AV)): Aprox. 800 A (onda senoidal 180° a Tc = 70 °C, doble cara)

Corriente de Sobretensión No Repetitiva (ITSM): Hasta 10000 A (a 10 ms / 60 Hz, media onda senoidal a 25 °C)

Valor Límite de Carga Integral (I²t): Aprox. 415000 A²s (para cálculo de protección por fusibles ultrarrápidos)

Tensión en Estado Conductor (VTM): Máx. 1.55 V a 1.75 V (a pico de corriente nominal)

Tasa Crítica de Subida de Corriente en Conducción (di/dt): Mín. 200 A/µs (disparo asistido por compuerta amplificada)

Tasa Crítica de Subida de Tensión Fuera de Conducción (dv/dt): Típ. 500 V/µs a 1000 V/µs (a Tj = 125 °C)

Corriente de Mantenimiento (IH): Aprox. 200 mA a 400 mA

Características Térmicas y Mecánicas

Fuerza de Apriete Requerida (Clamping Force): 18.0 kN a 22.0 kN (aprox. 4000 lb a 5000 lb)

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

Refrigeración por doble cara (Double-side cooled): Aprox. 0.035 °C/W a 0.040 °C/W

Refrigeración por una sola cara (Single-side cooled): Aprox. 0.075 °C/W

Temperatura de Operación de la Unión (Tj): -40 °C a +125 °C

Temperatura de Almacenamiento (Tstg): -40 °C a +150 °C

Construcción Mecánica y Dimensiones

Formato Constructivo: Encapsulado hermético de disco/pastilla cerámica (Hockey Puk estándar tipo Powerex T72 / TO-200AB modificado)

Dimensiones Físicas:

Diámetro exterior total (cerámica): Aprox. 58 mm a 60 mm (aprox. 2.3 pulgadas)

Diámetro de la superficie de contacto polar: Aprox. 34 mm a 38 mm

Altura / Espesor total: Aprox. 26 mm (aprox. 1.0 pulgada)

Materiales:

Caras de contacto: Cobre macizo de alta pureza con tratamiento galvánico niquelado

Aislador perimetral: Cerámica técnica de óxido de aluminio con rebordes para extender la línea de fuga

Peso Aproximado: Aprox. 260 g a 310 g

Condiciones Ambientales y Seguridad

Grado de Protección: IP00 (requiere instalación dentro de armario cerrado con disipador térmico y envolvente protegida)

Compatibilidad de Red: Diseñado para redes industriales trifásicas estándar de 440 VAC, 480 VAC, 575 VAC y hasta 600 VAC

Normativas y Homologaciones: Especificaciones conforme a estándares JEDEC / IEC 60747-6 y directiva europea RoHS

Puentes rectificadores tiristorizados trifásicos y hexafásicos para el control de velocidad de motores de corriente continua (DC Mill Drives) en siderurgia y minería.

Rectificadores de alta corriente para baños galvánicos, electrólisis industrial y refinerías de metales.

Controladores de potencia por corte de fase para hornos eléctricos de resistencia y plantas de calentamiento inductivo.

Arrancadores suaves de media tensión y alta potencia para motores de inducción de gran tonelaje.

Conmutadores estáticos y sistemas de transferencia automática (STS) en subestaciones y plantas generadoras.