Infineon IRG4RC20F

Отличный выбор! IRG4RC20F — это классический и проверенный временем IGBT-транзистор от Infineon, широко использовавшийся в силовой электронике средней мощности. Вот подробное описание.

Краткое описание

IRG4RC20F — это N-канальный IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) в корпусе TO-247. Он сочетает в себе простоту управления по напряжению (как у MOSFET) и способность работать с высокими токами и напряжениями (как у биполярного транзистора). Ключевая особенность этой серии — быстрое переключение (Fast Switching), что делает его идеальным для инверторов, импульсных источников питания, сварочного оборудования и систем управления двигателями с частотой до 20-40 кГц.

Технические характеристики (основные)

• Производитель: Infineon Technologies (ранее International Rectifier)
• Тип прибора: N-канальный IGBT + встроенный обратный диод (Fast Recovery Diode)
• Корпус: TO-247
• Коллектор-Эмиттер напряжение (Vces): 600 В
• Постоянный ток коллектора (Ic @ 25°C): 20 А
• Ток коллектора (Ic @ 100°C): 12 А (Важно! Всегда учитывайте снижение тока при нагреве)
• Импульсный ток (Icm): 80 А
• Напряжение насыщения Коллектор-Эмиттер (Vce(sat)): 2.6 В (тип.) при Ic=20A (Показывает прямое падение напряжения в открытом состоянии)
• Напряжение управления затвором (Vge): ±20 В (макс.)
• Пороговое напряжение затвора (Vge(th)): 3.0 - 5.5 В
• Общий заряд затвора (Qg): ~63 нКл (важный параметр для расчета драйвера)
• Время включения (ton): ~36 нс
• Время выключения (toff): ~230 нс
• Характеристики встроенного обратного диода:
  • Прямой ток (If): 20 А
  • Время обратного восстановления (trr): ~150 нс
• Максимальная температура перехода (Tj): +150 °C
• Тепловое сопротивление переход-корпус (RthJC): 0.7 °C/Вт

Парт-номера (Аналоги от других производителей)

IRG4RC20F — это оригинальная маркировка Infineon. Прямые аналоги с практически идентичными параметрами и цоколевкой:

1. IRG4RC20FD (более новая версия, часто с улучшенными параметрами)
2. IRG4RC20U (аналогичные характеристики)
3. H20R1202 (от Fairchild/ON Semiconductor) — один из самых популярных прямых аналогов.
4. FGH20N60 (от Fairchild/ON Semiconductor)
5. K20N60W (от STMicroelectronics)
6. GT20Q301 (от GREE Semiconductor)

Важно: При замене всегда сверяйтесь с даташитом, особенно по напряжениям Vces, Vge, току Ic и динамическим параметрам (Qg, ton/toff).

Совместимые модели для замены (с учетом возможного апгрейда/даунгрейда)

При выборе замены нужно смотреть на три ключевых параметра: Напряжение (Vces), Ток (Ic) и Скорость переключения.

Прямая замена (аналогичные 600В / ~20А):

• IRG4PC20F (600В, 20А) — чуть более старая версия.
• IRG4BC20F (600В, 20А) — серия "Basic", медленнее.
• STGW20H60DF (600В, 20А от STMicro) — часто рекомендуется как современная замена с хорошими характеристиками.
• FGH20N60SFD (600В, 20А от ON Semi) — современный, быстрый IGBT.

Модели с более высоким током (для повышения надежности в том же слоте):

• IRG4PC30F (600В, 31А) — в том же корпусе TO-247.
• IRG4PC40F (600В, 42А) — более высокий запас по току.
• FGH40N60SMD (600В, 40А) — современный аналог.

Модели с более высоким напряжением (если нужен запас):

• IRG4PC50F (900В, 28А) — если в схеме есть выбросы напряжения.
• HGTG20N60B3 (600В, 20А) — современный IGBT с лучшей стойкостью к перенапряжениям.

Модели с меньшими параметрами (только если нагрузка значительно ниже):

• IRG4BC10F (600В, 8.5А) — слабее по току.
• IRG4BC15F (600В, 13А) — слабее по току.

Ключевые особенности и применение

• Преимущества: Высокая надежность, хороший баланс скорости и потерь, наличие встроенного защитного диода, простота управления.
• Недостатки по современным меркам: По сравнению с новыми сериями (например, IRGP4xx от Infineon или поколением H3/H5) имеет большее Vce(sat) и более низкую максимальную рабочую частоту.
• Типичные применения:
  • Инверторы (в т.ч. для солнечных батарей)
  • Импульсные блоки питания (особенно в силовой части)
  • Сварочные аппараты (инверторного типа)
  • Приводы двигателей переменного тока (частотные преобразователи)
  • Системы индукционного нагрева

Важное замечание по замене

При замене на аналог, особенно с другими динамическими характеристиками, необходимо проверить:

1. Драйвер затвора: Достаточен ли его ток для заряда/разряда затвора нового прибора (сравните Qg).
2. Защитные цепи: Скорость переключения влияет на выбросы напряжения, может потребоваться корректировка снабберных цепей (RC-цепи).
3. Радиатор: Более мощные аналоги могут иметь другое тепловое сопротивление, проверьте температуру.

Рекомендация: Для новых разработок лучше выбирать более современные серии IGBT или даже рассматривать MOSFET для высокочастотных схем. IRG4RC20F — отличное решение для ремонта или модернизации существующей аппаратуры.