Zamiennik tranzystora 30N140IHR – FGH30T140T, STGWT30N140IHR, IKW30N135T2, parametry

Pytanie

potrzebuję odpowiednik tranzystora 30n140ihr

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najbliższymi, powszechnie dostępnymi zamiennikami tranzystora 30N140IHR (IGBT 30 A / 1400 V, TO-247) są:
  • FGH30T140T (onsemi) • STGWT30N140IHR (ST) • NGTB30N140IHR3WG (onsemi – ta sama rodzina) • IKW30N135T2 (Infineon, 1350 V)
• Wszystkie powyższe elementy spełniają kluczowe parametry: V_CES ≥ 1350 V, I_C ≥ 30 A (Tc = 100 °C), wbudowana szybka dioda, obudowa TO-247, układ wyprowadzeń G–C–E identyczny.

Kluczowe punkty

1. Sprawdź napięcie V_CES (≥ 1400 V lub, przy dokładnej analizie aplikacji, ≥ 1350 V).
2. Zapewnij I_C ≥ 30 A @ 100 °C oraz V_CE(sat) ≤ 2,6 V przy 30 A.
3. Zwróć uwagę na ładunek bramki Q_G (≈ 280–320 nC) i czasy przełączania, aby sterownik bramki pozostał wystarczająco szybki.

Szczegółowa analiza problemu

1. Identyfikacja oryginału

Oznaczenie handlowe 30N140IHR występuje u dwóch producentów:
• ON Semiconductor: NGTB30N140IHR3 / ‑IHR3WG
• STMicroelectronics: STGWT30N140IHR
Oba to n-kanałowe IGBT typu trench-field-stop z monolityczną diodą. Kluczowe, wspólne parametry (typowe wartości):

• V_CES = 1400 V
• I_C  = 60 A @ 25 °C, 30 A @ 100 °C
• V_CE(sat) typ. ≈ 2,1 V @ 30 A, V_GE = 15 V
• Q_G  ≈ 300 nC
• E_on + E_off (25 °C, 15 A) ≈ 2,5 mJ
• Obudowa TO-247-3 (standardowy pin-out: 1-G, 2-C, 3-E)

2. Metodyka doboru zamiennika

1. V_CES ≥ 1400 V (lub ≥ 1,15× szczytowe napięcie w aplikacji).
2. I_C (@ 100 °C) ≥ 30 A.
3. V_CE(sat) i E_on/E_off możliwie nie większe od oryginału.
4. Monolityczna dioda z czasem reverse-recovery t_rr < 200 ns.
5. Q_G w podobnym przedziale, aby nie przeciążyć sterownika.
6. Obudowa i pin-out identyczne.

3. Ocena konkretnych zamienników

4. Weryfikacja laboratoryjna

• Porównaj bezpośrednio wykresy I_C-V_CE, Q_G-V_GE, E_on/E_off w notach katalogowych.
• Zmierz rzeczywiste oscylogramy napięcia i prądu (D-S/A, C-E) w swoim układzie przy oryginalnym IGBT, aby oszacować szczytowe napięcie.
• Jeśli zamiennik ma większy Q_G (> 10 %), sprawdź czy sterownik bramki (gate driver) jest w stanie dostarczyć odpowiedni prąd i utrzymać czas narastania < 100 ns.

Aktualne informacje i trendy

• Linie 1350–1500 V FS-Trench IGBT są obecnie sukcesywnie wypierane przez MOSFET-y SiC (650–1700 V) w nowych projektach PFC i indukcji.
• Producenci (onsemi, Infineon, ST) deklarują produkcję 1400 V IGBT co najmniej do 2029 r., jednak lead-time bywa > 30 tyg. – warto rozważyć kwalifikację 1350 V zamiennika, który jest obecnie lepiej dostępny.
• Trend: układy indukcyjne nowej generacji przechodzą na topologię LL-C z SiC-MOSFET-ami 1200 V.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Field-Stop Trench IGBT łączy strukturę „trench gate” (niższe V_CE(sat)) z warstwą field-stop (wysokie V_CES).
• Monolityczna dioda free-wheeling skraca obwód prądu rekuperacyjnego; istotne w indukcji / falowniku, gdzie pojawiają się duże prądy przerzutu (di/dt).

Aspekty etyczne i prawne

• Nie wprowadzaj tanich klonów niewiadomego pochodzenia – ryzyko awarii zagrażającej bezpieczeństwu użytkownika (płyty indukcyjne, spawarki).
• Zgodność z dyrektywami RoHS/REACH i dopuszczalną zawartością ołowiu w stopach lutowniczych.

Praktyczne wskazówki

1. Zawsze wymieniaj parami, jeśli tranzystory pracują w układzie mostkowym (symetryczne straty i temperatura).
2. Zastosuj nową przekładkę izolacyjną i świeżą pastę termoprzewodzącą (κ ≥ 3 W/m·K).
3. Przy pierwszym uruchomieniu ogranicz prąd sieciowy szeregowo (żarówka ~150 W) i obserwuj temperaturę elementu kamerą termowizyjną.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Zamienniki 1350 V (IKW30N135T2, GT30N135SRA) wymagają potwierdzenia, że pik V_CE w Twoim układzie < 1100 V (typ 75 % V_CES).
• IGBTy Infineon „F2/R2” są szybsze, co może obniżyć straty E_switch, ale też zwiększyć emisję EMI – możliwa potrzeba korekty snubberów RC.

Sugestie dalszych badań

• Analiza migracji do 1200 V SiC-MOSFET (np. C3M0021120D, 33 mΩ @ 1200 V) – redukcja strat > 30 %, częstotliwość przełączania do 100 kHz.
• Pomiar rzeczywistego V_CE(sat) i temperatury z użyciem czujnika TSEP-C w kapsule TO-247, aby zweryfikować model cieplny.

Krótkie podsumowanie

Tranzystor 30N140IHR to IGBT 30 A / 1400 V w TO-247. Najbliższy, w pełni kompatybilny zamiennik to FGH30T140T (onsemi). Alternatywy od ST (STGWT30N140IHR) i Infineon (IKW30N135T2, IHW30N160R2) zapewniają podobne lub lepsze parametry, lecz przed zamianą należy przeanalizować margines napięciowy oraz ładunek bramki sterownika. Jeśli w aplikacji dopuszczalne są niewielkie różnice, dobór zamiennika wg powyższych kryteriów pozwoli na bezpieczną i trwałą pracę urządzenia.