1. Giới thiệu chung về IGBT H20R1353

H20R1353 là linh kiện bán dẫn công suất thuộc nhóm IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), được sử dụng trong các mạch chuyển mạch điện áp cao, mạch nguồn xung và hệ thống điều khiển công suất điện tử.

Sản phẩm có điện áp chịu đựng Collector-Emitter 1350V, dòng Collector danh định 20A, sử dụng kiểu đóng gói TO-3P với ba chân kết nối và phần đế kim loại hỗ trợ tản nhiệt.

IGBT H20R1353 kết hợp đặc tính điều khiển bằng điện áp của MOSFET với khả năng dẫn dòng công suất của transistor lưỡng cực, giúp điều khiển các tải điện áp cao thông qua tín hiệu tại cực Gate.

Linh kiện phù hợp với các ứng dụng chuyển đổi năng lượng, mạch gia nhiệt cảm ứng, bếp từ, mạch nguồn công suất và thiết bị điện tử công nghiệp có yêu cầu điện áp cao.

 

2. Đặc điểm nổi bật của IGBT H20R1353

• Mã sản phẩm: H20R1353.
• Loại linh kiện: IGBT công suất.
• Điện áp Collector-Emitter tối đa: 1350V.
• Dòng Collector danh định: 20A.
• Điều khiển bằng điện áp tại cực Gate.
• Phù hợp với các mạch chuyển mạch điện áp cao.
• Có khả năng điều khiển dòng điện công suất lớn.
• Sử dụng trong mạch nguồn xung và gia nhiệt cảm ứng.
• Kiểu đóng gói TO-3P.
• Có ba chân Gate, Collector và Emitter.
• Có phần đế kim loại hỗ trợ tản nhiệt.
• Phù hợp với các thiết bị điện tử công suất.

3. Cấu tạo của IGBT H20R1353

Cấu trúc bán dẫn IGBT

H20R1353 sử dụng cấu trúc bán dẫn IGBT, kết hợp tầng điều khiển cổng cách điện với cơ chế dẫn dòng của transistor lưỡng cực.

Cấu trúc này giúp linh kiện có trở kháng đầu vào cao và khả năng điều khiển dòng điện lớn bằng điện áp Gate.

Cực Gate (G)

Gate là cực điều khiển của IGBT. Khi điện áp Gate-Emitter đạt mức phù hợp, linh kiện chuyển sang trạng thái dẫn điện.

Cực Collector (C)

Collector là cực tham gia dẫn dòng điện chính của IGBT, thường được kết nối với phần mạch công suất có điện áp cao.

Cực Emitter (E)

Emitter là cực tham chiếu cho tín hiệu điều khiển Gate và là một phần của đường dẫn dòng điện công suất.

Vỏ TO-3P

IGBT H20R1353 sử dụng kiểu đóng gói TO-3P có ba chân kết nối, thân cách điện và phần đế kim loại hỗ trợ truyền nhiệt ra bộ tản nhiệt bên ngoài.

4. Thông số kỹ thuật IGBT H20R1353

Thông số	Giá trị
Mã sản phẩm	H20R1353
Loại linh kiện	IGBT công suất
Công nghệ	Insulated Gate Bipolar Transistor
Điện áp Collector-Emitter VCES	1350V
Dòng Collector danh định	20A
Cực điều khiển	Gate
Cực công suất	Collector, Emitter
Kiểu điều khiển	Điều khiển bằng điện áp
Điện áp Gate-Emitter tối đa	Cần đối chiếu datasheet
Điện áp bão hòa VCE(sat)	Phụ thuộc điều kiện đo
Tốc độ chuyển mạch	Phụ thuộc phiên bản và điều kiện hoạt động
Công suất tiêu tán	Phụ thuộc điều kiện tản nhiệt
Nhiệt độ mối nối tối đa	Theo datasheet nhà sản xuất
Diode mắc song song	Cần kiểm tra phiên bản cụ thể
Kiểu đóng gói	TO-3P
Số chân	3
Kiểu lắp đặt	Xuyên lỗ, bắt tản nhiệt
Ứng dụng	Chuyển mạch điện áp cao, gia nhiệt cảm ứng

Lưu ý: Thông số 20A và 1350V là các giá trị định mức được dùng để nhận diện sản phẩm. Dòng điện làm việc thực tế phụ thuộc vào nhiệt độ, tần số chuyển mạch, khả năng tản nhiệt và vùng hoạt động an toàn của IGBT.

 

 

5. Kích thước và sơ đồ chân IGBT H20R1353 TO-3P

H20R1353 sử dụng kiểu đóng gói TO-3P, thường được dùng trong các thiết bị điện tử công suất cần khả năng tản nhiệt tốt.

Kích thước tham khảo

Thông số	Giá trị
Kiểu vỏ	TO-3P
Số chân	3
Chiều rộng thân	Khoảng 15–16mm
Chiều dài thân	Khoảng 20–21mm
Độ dày thân	Khoảng 4–5mm
Khoảng cách giữa hai chân ngoài	Khoảng 10,9mm
Lỗ bắt tản nhiệt	Có
Kiểu lắp đặt	Xuyên lỗ

Kích thước thực tế có thể thay đổi theo nhà sản xuất và phiên bản đóng gói.

Sơ đồ chân IGBT H20R1353

IGBT có ba cực chức năng chính:

Ký hiệu	Tên cực	Chức năng
G	Gate	Cực điều khiển
C	Collector	Cực thu dòng điện công suất
E	Emitter	Cực phát, tham chiếu điều khiển

Đối với nhiều IGBT công suất kiểu TO-3P, thứ tự chân thường là Gate – Collector – Emitter khi nhìn từ mặt trước có chữ in và các chân hướng xuống. Tuy nhiên, cần xác nhận sơ đồ chân của đúng mã H20R1353 trước khi lắp đặt.

Phần đế kim loại cũng cần được kiểm tra kết nối điện trước khi bắt lên bộ tản nhiệt.

6. Nguyên lý hoạt động của IGBT H20R1353

H20R1353 hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển dòng điện giữa Collector và Emitter thông qua điện áp đặt giữa Gate và Emitter.

Khi IGBT ở trạng thái ngắt

Khi điện áp Gate-Emitter không đủ để kích dẫn, IGBT ở trạng thái ngắt và ngăn dòng điện chính đi qua Collector và Emitter, ngoại trừ dòng rò nhỏ.

Khi IGBT ở trạng thái dẫn

Khi điện áp Gate-Emitter đạt mức điều khiển phù hợp, kênh dẫn bên trong IGBT được hình thành và cho phép dòng điện đi từ Collector đến Emitter.

Trong trạng thái dẫn, IGBT xuất hiện điện áp bão hòa VCE(sat), gây ra tổn hao công suất dưới dạng nhiệt.

Khi hoạt động trong mạch chuyển mạch

Trong các bộ nguồn xung và mạch gia nhiệt cảm ứng, IGBT được điều khiển đóng ngắt liên tục theo tín hiệu từ mạch driver.

Quá trình đóng ngắt giúp điều chỉnh năng lượng truyền đến tải, từ đó kiểm soát công suất hoạt động của thiết bị.

Để bảo đảm hiệu suất và độ bền, mạch driver cần cung cấp điện áp và dòng nạp xả Gate phù hợp, đồng thời hạn chế quá áp và dòng điện vượt giới hạn cho phép.

7. Ứng dụng của IGBT H20R1353

IGBT H20R1353 được sử dụng trong các thiết bị điện tử yêu cầu chuyển mạch điện áp cao.

Một số ứng dụng phù hợp gồm:

• Mạch công suất bếp từ.
• Thiết bị gia nhiệt cảm ứng.
• Mạch nguồn xung công suất.
• Bộ chuyển đổi điện áp DC-DC.
• Bộ nguồn điện tử công nghiệp.
• Mạch chuyển đổi năng lượng.
• Thiết bị điều khiển công suất.
• Mạch nghịch lưu điện áp cao.
• Thiết bị điện tử công suất.
• Mạch điều khiển tải cảm ứng.
• Sửa chữa bo mạch công suất.
• Thay thế IGBT điện áp cao bị hư hỏng.

Việc sử dụng trong từng thiết bị cần căn cứ vào tần số chuyển mạch, tổn hao, đặc tính diode và yêu cầu điều khiển thực tế của mạch.

8. Ưu điểm của IGBT H20R1353

Khả năng chịu điện áp cao: Điện áp Collector-Emitter 1350V phù hợp với các ứng dụng chuyển mạch điện áp cao.

Dòng điện công suất lớn: Dòng Collector danh định 20A đáp ứng nhiều ứng dụng công suất khi có điều kiện tản nhiệt phù hợp.

Điều khiển bằng điện áp: Cực Gate có trở kháng đầu vào cao, giúp thuận tiện trong việc thiết kế mạch điều khiển bằng driver chuyên dụng.

Phù hợp với tải cảm ứng: Có thể sử dụng trong các hệ thống gia nhiệt cảm ứng và mạch chuyển đổi công suất khi lựa chọn đúng đặc tính chuyển mạch.

Kiểu vỏ TO-3P: Thiết kế có đế kim loại hỗ trợ tản nhiệt và thuận tiện khi lắp đặt lên bộ tản nhiệt.

9. Lưu ý khi sử dụng và thay thế IGBT H20R1353

Khi sử dụng H20R1353 cần kiểm tra điện áp Collector-Emitter, dòng Collector, điện áp điều khiển Gate và các thông số chuyển mạch.

Cần thiết kế mạch driver phù hợp để bảo đảm IGBT đóng ngắt đúng thời điểm, hạn chế tổn hao và hiện tượng quá nhiệt.

Đối với tải cảm ứng, cần có mạch bảo vệ quá áp và kiểm soát xung điện áp phát sinh trong quá trình chuyển mạch.

Bộ tản nhiệt phải được lựa chọn phù hợp với công suất tổn hao thực tế. Nếu đế kim loại có kết nối điện với Collector, cần sử dụng vật liệu cách điện khi lắp lên bộ tản nhiệt chung theo yêu cầu thiết kế.

Lưu ý khi thay thế IGBT tương đương

Khi thay thế H20R1353 cần kiểm tra:

• • Điện áp VCES bằng hoặc cao hơn 1350V.
  • Dòng Collector đáp ứng yêu cầu 20A.
  • Điện áp Gate-Emitter cho phép.
  • Điện áp bão hòa VCE(sat).
  • Điện tích cổng Gate.
  • Thời gian đóng và ngắt.
  • Tổn hao chuyển mạch.
  • Khả năng chịu xung dòng điện.
  • Vùng hoạt động an toàn.
  • Có hoặc không có diode song song.
  • Kiểu đóng gói TO-3P.

• Sơ đồ chân G-C-E.
• Khả năng tản nhiệt.

Không nên thay thế trực tiếp bằng IGBT có cùng điện áp và dòng điện nhưng khác tốc độ chuyển mạch, điện tích Gate hoặc cấu trúc diode nếu chưa kiểm tra khả năng tương thích.

10. Kết luận

IGBT H20R1353 20A 1350V TO-3P là linh kiện bán dẫn công suất được sử dụng trong các mạch chuyển mạch điện áp cao, nguồn xung và thiết bị gia nhiệt cảm ứng.

Với điện áp chịu đựng 1350V, dòng Collector danh định 20A và kiểu đóng gói TO-3P, H20R1353 phù hợp với nhiều ứng dụng điều khiển và chuyển đổi công suất điện tử.

Khi lựa chọn và thay thế cần kiểm tra đúng mã linh kiện, thông số điều khiển Gate, đặc tính chuyển mạch, sơ đồ chân và điều kiện tản nhiệt để bảo đảm thiết bị hoạt động ổn định và an toàn.

 

Xem thêm :Nhiều sản phẩm IGBT khác tại đây

 

DATASHEET