Mikä on kapea pulssiilmiö
Eräänlaisena virtakytkimenä IGBT tarvitsee tietyn reaktioajan portin tason signaalista laitteen vaihtoprosessiin, aivan kuten on helppo puristaa kättä liian nopeasti portin kytkemiseksi, liian lyhyt avauspulssi voi aiheuttaa liian korkean jännitepiikkejä tai suurtaajuisia värähtelyongelmia.Tämä ilmiö ilmenee avuttomasti ajoittain, koska IGBT:tä ohjaavat korkeataajuiset PWM-moduloidut signaalit.Mitä pienempi toimintajakso on, sitä helpompi on tuottaa kapeita pulsseja, ja IGBT:n anti-rinnakkaisuudistusdiodin FWD käänteiset palautumisominaisuudet nopeutuvat kovakytkennän aikana.1700V/1000A IGBT4 E4, spesifikaatio liitoslämpötilassa Tvj.op = 150 ℃, kytkentäaika tdon = 0.6us, tr = 0.12us ja tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, kapea pulssin leveys ei voi olla pienempi. kuin spesifikaation kytkentäajan summa.Käytännössä erilaisista kuormitusominaisuuksista, kuten aurinkosähköstä ja energian varastoinnista johtuen, kun tehokerroin on + / – 1, kapea pulssi näkyy lähellä nykyistä nollapistettä, kuten loistehogeneraattori SVG, aktiivisen suodattimen APF tehokerroin 0, kapea pulssi näkyy lähellä maksimikuormitusvirtaa, virran todellinen käyttö lähellä nollapistettä esiintyy todennäköisemmin lähtöaaltomuodossa korkeataajuinen värähtely, seurauksena on EMI-ongelmia.
Kapea pulssi ilmiö syyn
Puolijohteiden perusteista pääasiallinen syy kapeaan pulssiilmiöön johtuu siitä, että IGBT tai FWD alkoi juuri käynnistyä, ei heti täyttynyt kantoaaltoja, kun kantoaalto levisi sammutettaessa IGBT- tai diodisiru, verrattuna kantoaaltoon kokonaan täytetty sammutuksen jälkeen, di / dt voi kasvaa.Vastaava suurempi IGBT-sammutusylijännite syntyy kommutoinnin hajainduktanssin alla, mikä voi myös aiheuttaa äkillisen muutoksen diodin käänteisessä palautusvirrassa ja siten katkaisuilmiön.Tämä ilmiö liittyy kuitenkin läheisesti IGBT- ja FWD-siruteknologiaan, laitteen jännitteeseen ja virtaan.
Ensin on lähdettävä klassisesta kaksoispulssikaaviosta, seuraava kuva esittää IGBT-portin käyttöjännitteen, virran ja jännitteen kytkentälogiikkaa.IGBT:n ajologiikasta se voidaan jakaa kapeaan pulssin poiskytkentäaikaan toff, joka itse asiassa vastaa diodin FWD positiivista johtumisaikaa tonnia, jolla on suuri vaikutus käänteisen palautuksen huippuvirtaan ja palautusnopeuteen, kuten piste A. kuvassa käänteisen palautuksen suurin huipputeho ei voi ylittää FWD SOA:n rajaa;ja kapea pulssikytkentäaika ton, tällä on suhteellisen suuri vaikutus IGBT:n sammutusprosessiin, kuten kuvan pisteeseen B, lähinnä IGBT:n sammutusjännitepiikkeihin ja virran jälkivärähtelyihin.
Mutta mitä ongelmia liian kapea pulssilaitteen sammuttaminen aiheuttaa?Mikä on käytännössä pienin pulssin leveysraja, joka on järkevä?Näitä ongelmia on vaikea johtaa yleiskaavat suoraan laskettavaksi teorioilla ja kaavoilla, teoreettinen analyysi ja tutkimus on myös suhteellisen pientä.Varsinaisesta testistä aaltomuoto ja tulokset nähdä kaavio puhua, analyysi ja yhteenveto ominaisuudet ja yhteiset sovelluksen, mikä auttaa sinua ymmärtämään tämän ilmiön, ja sitten optimoida suunnittelu ongelmien välttämiseksi.
IGBT kapea pulssikytkentä
IGBT kuin aktiivinen kytkin, käyttäen todellisia tapauksia nähdä kaavio puhua tästä ilmiöstä on vakuuttavampi, on jonkin verran materiaalia kuivaa tavaraa.
Kun testikohteena käytetään suurtehomoduulia IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4, laite sammuu, kun tonnin muuttuu olosuhteissa Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25 ℃, punainen on kollektori Ic, sininen on jännite IGBT Vce:n molemmissa päissä, vihreä on käyttöjännite Vge.Vge.pulssitonni laskee 2us:sta 1.3us:iin nähdäkseen tämän jännitepiikin Vcep muutoksen, seuraava kuva visualisoi testiaaltomuodon progressiivisesti nähdäkseen muutosprosessin, erityisesti esitettynä ympyrässä.
Kun ton muuttaa nykyistä Ic:tä, Vce-mitassa nähdään tonnin aiheuttama muutos ominaisuuksissa.Vasen ja oikea kaavio osoittavat jännitepiikit Vce_peak eri virroilla Ic samoissa Vce=800V ja 1000V olosuhteissa.vastaavista testituloksista tonilla on suhteellisen pieni vaikutus jännitepiikkeihin Vce_peak pienillä virroilla;kun katkaisuvirta kasvaa, kapea pulssikatkaisu on altis äkillisille virran muutoksille ja aiheuttaa sen jälkeen suuria jännitepiikkejä.Vasemman ja oikean kaavion avulla vertailun koordinaatit tonilla on suurempi vaikutus sammutusprosessiin, kun Vce ja virta Ic ovat korkeammat, ja sillä on todennäköisemmin äkillinen virran muutos.Vuodesta testistä nähdä tämän esimerkin FF1000R17IE4, pienin pulssitonni järkevin aika vähintään 3us.
Onko suurvirtamoduulien ja matalavirtamoduulien suorituskyvyssä eroa tässä asiassa?Otetaan esimerkkinä FF450R12ME3 keskitehomoduuli, seuraavassa kuvassa näkyy jännitteen ylitys, kun tonne muuttuu eri testivirroilla Ic.
Samankaltaiset tulokset, tonnin vaikutus sammutusjännitteen ylityksiin on mitätön matalan virran olosuhteissa alle 1/10*Ic.Kun virtaa lisätään nimellisvirtaan 450A tai jopa 2*Ic-virtaan 900A, jännitteen ylitys tonnin leveydellä on hyvin ilmeinen.Käyttöolosuhteiden ominaisuuksien suorituskyvyn testaamiseksi äärimmäisissä olosuhteissa, 3 kertaa 1350A:n nimellisvirta, jännitepiikit ovat ylittäneet estojännitteen, koska ne on upotettu siruun tietyllä jännitetasolla, riippumatta tonnin leveydestä. .
Seuraava kuva esittää vertailutestin aaltomuodot ton=1us ja 20us, kun Vce=700V ja Ic=900A.Varsinaisesta testistä moduulin pulssin leveys ton=1us on alkanut värähdellä ja jännitepiikki Vcep on 80V suurempi kuin ton=20us.Siksi on suositeltavaa, että minimipulssiaika ei saa olla alle 1 us.
FWD kapea pulssikytkentä
Puolisiltapiirissä IGBT:n sammutuspulssi toff vastaa FWD:n käynnistysaikaa ton.Alla olevasta kuvasta näkyy, että kun FWD:n käynnistysaika on alle 2us, FWD-käänteisvirran huippu kasvaa 450 A:n nimellisvirralla.Kun toff on suurempi kuin 2us, FWD-käänteisen palautusvirran huippu on periaatteessa muuttumaton.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 suuritehoisten diodien ominaisuuksien tarkkailemiseksi, erityisesti pienivirtaolosuhteissa tonnivaihteluiden kanssa, seuraavalla rivillä näkyy VR = 900V, 1200V olosuhteet suoran vertailun pienivirran IF = 20A olosuhteissa. kahdesta aaltomuodosta on selvää, että kun ton = 3us, oskilloskooppi ei ole pystynyt pitämään tämän korkeataajuisen värähtelyn amplitudia.Tämä osoittaa myös, että kuormitusvirran korkeataajuinen värähtely nollapisteen yläpuolella suuritehoisten laitteiden sovelluksissa ja FWD:n lyhytaikainen käänteinen palautusprosessi liittyvät läheisesti toisiinsa.
Kun olet tarkastellut intuitiivista aaltomuotoa, käytä todellisia tietoja tämän prosessin kvantifiointiin ja vertailuun.Diodin dv/dt ja di/dt vaihtelevat toff:n mukaan, ja mitä pienempi FWD-johtavuusaika on, sitä nopeammin sen käänteiset ominaisuudet muuttuvat.Kun mitä suurempi VR on FWD:n molemmissa päissä, diodin johtavuuspulssin kaventuessa sen diodin käänteinen palautumisnopeus kiihtyy, erityisesti tarkasteltaessa tietoja tonneissa = 3us.
VR = 1200V kun.
dv/dt = 44,3 kV/us;di/dt=14kA/us.
VR = 900V.
dv/dt = 32,1 kV/us;di/dt = 12,9 kA/us.
Ottaen huomioon ton = 3us, aaltomuodon suurtaajuinen värähtely on voimakkaampaa, ja diodin turvallisen työskentelyalueen ulkopuolella, päälläoloaika ei saisi olla alle 3us diodin FWD-näkökulmasta.
Yllä olevassa korkeajännitteisen 3,3 kV IGBT:n määrittelyssä FWD eteenpäin johtamisaika ton on selkeästi määritelty ja vaadittu, esimerkkinä 2400A/3.3kV HE3 diodin vähimmäisjohtavuusaika 10us on annettu selkeästi rajaksi, mikä johtuu pääasiassa siitä, että järjestelmäpiirin hajainduktanssi suuritehoisissa sovelluksissa on suhteellisen suuri, kytkentäaika on suhteellisen pitkä ja transientti laitteen avaamisprosessissa. Suurin sallittu diodin tehonkulutus PRQM on helppo ylittää.
Katso moduulin varsinaisista testiaaltomuodoista ja tuloksista käyriä ja puhu perustiivistelmistä.
1.vaikutus pulssin leveys tonnia IGBT sammuttaa pieni nykyinen (noin 1/10 * Ic) on pieni ja voidaan itse asiassa jättää huomiotta.
2. IGBT:llä on tietty riippuvuus pulssin leveydestä tonne, kun korkea virta katkaistaan, mitä pienempi tonni, sitä suurempi jännitepiikki V, ja sammutusvirran perässä muuttuu äkillisesti ja esiintyy suurtaajuista värähtelyä.
3. FWD-ominaisuudet nopeuttavat käänteistä palautumisprosessia, kun päällekytkentäaika lyhenee, ja mitä lyhyempi FWD-on-aika aiheuttaa suuria dv/dt- ja di/dt-arvoja, erityisesti matalan virran olosuhteissa.Lisäksi korkeajännitteisille IGBT:ille on annettu selkeä vähimmäisdiodin käynnistysaika tonmin=10us.
Paperin varsinaiset testiaaltomuodot ovat antaneet jonkin verran viiteaikaa toimiakseen.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. on valmistanut ja vienyt erilaisia pieniä poiminta- ja paikkakoneita vuodesta 2010 lähtien. Hyödyntämällä omaa rikasta kokenutta T&K-toimintaamme, hyvin koulutettua tuotantoamme, NeoDen voittaa loistavan maineen maailmanlaajuisilta asiakkailta.
NeoDenin PNP-koneiden erinomainen suorituskyky, korkea tarkkuus ja luotettavuus tekevät niistä täydellisen T&K-toimintaan, ammattimaiseen prototyyppien valmistukseen sekä pienten ja keskisuurten erien tuotantoon maailmanlaajuisesti yli 130 maassa.Tarjoamme ammattimaisen ratkaisun yhden luukun SMT-laitteille.
Lisätä:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiangin maakunta, Kiina
Puhelin:86-571-26266266
Postitusaika: 24.5.2022