Тар импульстік құбылыс дегеніміз не
Қуат қосқышының бір түрі ретінде IGBT қақпа деңгейіндегі сигналдан құрылғыны ауыстыру процесіне дейін белгілі бір реакция уақытын қажет етеді, өйткені өмірде қақпаны ауыстыру үшін қолды тым жылдам қысу оңай, тым қысқа ашылатын импульс тым жоғары болуы мүмкін. кернеудің жоғарылауы немесе жоғары жиілікті тербеліс мәселелері.IGBT жоғары жиілікті PWM модуляцияланған сигналдармен басқарылатындықтан, бұл құбылыс мезгіл-мезгіл дәрменсіз пайда болады.Жұмыс циклі неғұрлым аз болса, тар импульстарды шығару оңайырақ болады және IGBT антипараллельді жаңарту диодының FWD кері қалпына келтіру сипаттамалары қатты ауыстырып-қосқышты жаңарту кезінде жылдамырақ болады.1700В/1000А IGBT4 E4 үшін, қосылу температурасының сипаттамасы Tvj.op = 150 ℃, коммутация уақыты tdon = 0,6us, tr = 0,12us және tdoff = 1,3us, tf = 0,59us, тар импульс ені кем болмауы мүмкін. спецификацияның ауысу уақытының қосындысынан.Іс жүзінде фотоэлектрлік және энергияны сақтау сияқты әртүрлі жүктеме сипаттамаларына байланысты қуат коэффициенті + / – 1 болғанда, тар импульс ағымдағы нөлдік нүктенің жанында пайда болады, мысалы, SVG реактивті қуат генераторы, белсенді сүзгі APF қуат коэффициенті 0, тар импульс максималды жүктеме тоғының жанында пайда болады, нөлдік нүктеге жақын токтың нақты қолданылуы шығыс толқын пішінінде жоғары жиілікті тербелістің пайда болуы ықтимал, EMI проблемалары туындайды.
Себептің тар импульстік құбылысы
Жартылай өткізгіш негіздерінен тар импульстік құбылыстың негізгі себебі IGBT немесе FWD жаңа ғана қосыла бастады, тасымалдаушылармен бірден толтырылмайды, тасымалдаушы IGBT немесе диодтық чипті өшірген кезде тасымалдаушы толығымен тасымалдаушымен салыстырғанда таралады. өшірілгеннен кейін толтырылады, ди / дт артуы мүмкін.Тиісті жоғары IGBT өшіру асқын кернеуі коммутацияның адасқан индуктивтілігі астында пайда болады, бұл сонымен қатар диодтың кері қалпына келтіру тоғының кенет өзгеруіне және осылайша өшіру құбылысына әкелуі мүмкін.Дегенмен, бұл құбылыс IGBT және FWD чип технологиясымен, құрылғы кернеуімен және токпен тығыз байланысты.
Біріншіден, біз классикалық қос импульстік схемадан бастауымыз керек, келесі суретте IGBT қақпасының жетегі кернеуінің, токтың және кернеудің ауысу логикасы көрсетілген.IGBT қозғаушы логикасынан оны тар импульсті өшіру уақытына бөлуге болады, бұл шын мәнінде диодтың FWD оң өткізгіштік уақытының тоннасына сәйкес келеді, бұл кері қалпына келтіру шыңы тоғы мен қалпына келтіру жылдамдығына үлкен әсер етеді, мысалы, А нүктесі. суретте кері қалпына келтірудің максималды шыңы FWD SOA шегінен аспауы керек;және тар импульсті қосу уақыты тонна, бұл IGBT өшіру процесіне салыстырмалы түрде үлкен әсер етеді, мысалы, суреттегі В нүктесі, негізінен IGBT өшіру кернеуінің жоғарылауы және токтың артындағы тербелістері.
Бірақ тым тар импульстік құрылғыны қосуды өшіру қандай проблемаларды тудырады?Практикада импульс енінің минималды шегі қандай болуы мүмкін?Бұл есептер теориялар мен формулалармен тікелей есептеу үшін әмбебап формулаларды шығару қиын, теориялық талдау және зерттеу де салыстырмалы түрде аз.Сынақтың нақты толқын пішіні мен нәтижелерінен графиканы көру, қолданбаның сипаттамалары мен ортақ жақтарын талдау және қорытындылау, бұл құбылысты түсінуге көмектесу үшін қолайлырақ, содан кейін проблемаларды болдырмау үшін дизайнды оңтайландыру.
IGBT тар импульсті қосу
Белсенді қосқыш ретінде IGBT, бұл құбылыс туралы айту үшін графикті көру үшін нақты жағдайларды пайдаланып, кейбір материалдық құрғақ тауарларға ие болу сенімдірек.
Сынақ нысаны ретінде жоғары қуатты IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 модулін пайдалану Vce=800V, Ic=500A, Rg=1,7Ω Vge=+/-15V, Ta= жағдайында тонна өзгерген кезде құрылғыны өшіру сипаттамалары. 25℃, қызыл - коллектор Ic, көк - IGBT Vce екі шетіндегі кернеу, жасыл - жетек кернеуі Vge.Vge.Импульс тоннасы 2us-дан 1,3us-ке дейін төмендейді, бұл Vcep кернеуінің өзгеруін көру үшін келесі суретте өзгерту процесін көру үшін сынақ толқын пішіні біртіндеп бейнеленген, әсіресе шеңберде көрсетілген.
Тон ағымдағы Ic мәнін өзгерткенде, Vce өлшемінде тоннаға байланысты сипаттамалардың өзгеруін көру үшін.Сол және оң графиктер сәйкесінше бірдей Vce=800V және 1000V жағдайында Ic әртүрлі токтарындағы Vce_peak кернеуінің өсулерін көрсетеді.тиісті сынақ нәтижелері бойынша тонна шағын токтардағы Vce_peak кернеуінің жоғарылауына салыстырмалы түрде аз әсер етеді;өшіру тогы жоғарылағанда, тар импульстік өшіру токтың кенеттен өзгеруіне бейім және кейіннен жоғары кернеудің секірулерін тудырады.Салыстыру үшін координаттар ретінде сол және оң графиктерді алатын болсақ, Vce және ағымдағы Ic жоғары болған кезде тонна өшіру процесіне көбірек әсер етеді және токтың кенеттен өзгеруі ықтимал.Бұл FF1000R17IE4 мысалын көру үшін сынақтан ең аз импульс тоннасы ең қолайлы уақыт 3us кем емес.
Осы мәселе бойынша жоғары ток модульдері мен төмен ток модульдерінің өнімділігі арасында айырмашылық бар ма?Мысал ретінде FF450R12ME3 орташа қуат модулін алыңыз, келесі суретте Ic әртүрлі сынақ токтары үшін тонна өзгерген кезде кернеудің асып кетуі көрсетілген.
Ұқсас нәтижелер, токтың 1/10*Ic-тен төмен төменгі ток жағдайында өшіру кернеуінің асып кетуіне тоннаның әсері шамалы.Токты номиналды ток 450А немесе тіпті 2*Ic 900А токқа дейін арттырғанда, тонна енімен кернеудің асып кетуі өте айқын болады.Төтенше жағдайларда жұмыс жағдайларының сипаттамаларының өнімділігін сынау үшін, 1350А номиналды токтан 3 есе, кернеудің жоғарылауы тонна еніне тәуелсіз, белгілі бір кернеу деңгейінде чипке енгізілген блоктау кернеуінен асып кетті. .
Төмендегі суретте Vce=700V және Ic=900A кезінде тонна=1us және 20us салыстыру сынақ толқын пішіндері көрсетілген.Нақты сынақтан модуль импульсінің ені тонна=1us тербеле бастады, ал Vcep кернеуінің жоғарылауы тонна=20us-тен 80В жоғары.Сондықтан импульстің ең аз уақыты 1us кем болмауы керек.
FWD тар импульсті қосу
Жартылай көпір тізбегінде IGBT-ді өшіру импульстік тоффі FWD қосу уақытының тоннасына сәйкес келеді.Төмендегі суретте FWD қосу уақыты 2us-тан аз болғанда, FWD кері ток шыңы 450А номиналды токта арта түсетінін көрсетеді.Тофф 2us-тан жоғары болғанда, ең жоғары FWD кері қалпына келтіру тогы негізінен өзгермейді.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 жоғары қуатты диодтардың сипаттамаларын байқау үшін, әсіресе тонна өзгерістері бар төмен ток жағдайында, келесі қатарда VR = 900V, 1200V жағдайлары көрсетілген, аз ток IF = 20A жағдайында тікелей салыстыру. екі толқын пішіні, тонна = 3us болғанда, осциллограф осы жоғары жиілікті тербелістің амплитудасын ұстай алмайтыны анық.Бұл сондай-ақ жоғары қуатты құрылғы қолданбаларында жүктеме тоғының нөлден жоғары жиілікті тербелісі мен FWD қысқа мерзімді кері қалпына келтіру процесі тығыз байланысты екенін дәлелдейді.
Интуитивті толқын пішінін қарағаннан кейін, осы процесті әрі қарай сандық бағалау және салыстыру үшін нақты деректерді пайдаланыңыз.Диодтың dv/dt және di/dt мәндері тоффке байланысты өзгереді және FWD өткізу уақыты неғұрлым аз болса, оның кері сипаттамалары соғұрлым жылдамырақ болады.FWD екі шетіндегі VR неғұрлым жоғары болса, диодтың өткізгіштік импульсі тар болған сайын, оның диодты кері қалпына келтіру жылдамдығы, атап айтқанда, тонна = 3us жағдайында деректерге қарап, жеделдетіледі.
VR = 1200 В болғанда.
dv/dt=44,3kV/us;ди/дт=14кА/с.
VR=900В кезінде.
dv/dt=32,1kV/us;ди/дт=12,9кА/с.
Ton=3us ескере отырып, толқын пішіні жоғары жиілікті тербеліс анағұрлым қарқынды және диодтың қауіпсіз жұмыс аймағынан тыс жерде жұмыс уақыты диодтың FWD тұрғысынан 3us кем болмауы керек.
Жоғарыда жоғары вольтты 3,3кВ IGBT спецификациясында 2400А/3,3кВ HE3 мысалында ала отырып, FWD алға өткізу уақыты тонна нақты анықталған және талап етілді, 10us диодтың минималды өткізу уақыты шек ретінде нақты берілген, Бұл, негізінен, жоғары қуатты қолданбалардағы жүйе тізбегінің адасқан индуктивтілігі салыстырмалы түрде үлкен, коммутация уақыты салыстырмалы түрде ұзақ және құрылғыны ашу процесінде өтпелі болып табылады.
Модульдің нақты сынақ толқын пішіндері мен нәтижелерінен графиктерді қараңыз және кейбір негізгі қорытындылар туралы сөйлесіңіз.
1. Импульс енінің тоннасының IGBT-ге әсері шағын токты өшіру (шамамен 1/10*Ic) аз және оны елемеуге болады.
2. IGBT жоғары токты өшірген кезде импульс енінің тоннасына белгілі бір тәуелділікте болады, тонна аз болған сайын кернеудің V өсімі соғұрлым жоғары болады, ал өшіру тогы күрт өзгеріп, жоғары жиілікті тербеліс пайда болады.
3. FWD сипаттамалары кері қалпына келтіру процесін жылдамдатады, себебі қосу уақыты қысқарады, ал FWD қосу уақыты неғұрлым қысқа болса, әсіресе төмен ток жағдайында үлкен dv/dt және di/dt тудырады.Сонымен қатар, жоғары вольтты IGBT-ге диодты қосудың нақты минималды уақыты tonmin=10us беріледі.
Қағаздағы нақты сынақ толқын пішіндері рөл атқару үшін кейбір анықтамалық ең аз уақыт берді.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. 2010 жылдан бері әртүрлі шағын жинау және орналастыру машиналарын жасап шығарады және экспорттайды. Өзіміздің бай тәжірибелі ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмысымызды, жақсы дайындалған өндірісімізді пайдалана отырып, NeoDen бүкіл әлем бойынша тұтынушылардан үлкен беделге ие болды.
130-дан астам елде жаһандық қатысуы бар NeoDen PNP машиналарының тамаша өнімділігі, жоғары дәлдігі және сенімділігі оларды ҒЗТКЖ, кәсіби прототиптеу және шағын және орта сериялы өндіріс үшін тамаша етеді.Біз бір реттік SMT жабдықтарының кәсіби шешімін ұсынамыз.
Қосу:№18, Тяньцзыху даңғылы, Тяньцзыху қаласы, Анжи округі, Хучжоу қаласы, Чжэцзян провинциясы, Қытай
Телефон:86-571-26266266
Хабарлама уақыты: 24 мамыр 2022 ж