IGBT նեղ զարկերակային ֆենոմենը բացատրվում է

Ինչ է նեղ զարկերակային ֆենոմենը

Որպես սնուցման անջատիչ՝ IGBT-ին անհրաժեշտ է որոշակի արձագանքման ժամանակ՝ դարպասի մակարդակի ազդանշանից մինչև սարքի միացման գործընթացը, ճիշտ այնպես, ինչպես կյանքում հեշտ է ձեռքը շատ արագ սեղմել դարպասը փոխելու համար, շատ կարճ բացման զարկերակը կարող է չափազանց բարձր առաջացնել: լարման բարձրացումներ կամ բարձր հաճախականության տատանումների խնդիրներ:Այս երևույթը ժամանակ առ ժամանակ տեղի է ունենում անօգնական, քանի որ IGBT-ն առաջնորդվում է բարձր հաճախականության PWM մոդուլավորված ազդանշաններով:Որքան փոքր է աշխատանքային ցիկլը, այնքան ավելի հեշտ է արձակել նեղ իմպուլսներ, և IGBT հակազուգահեռ նորացման դիոդի FWD-ի հակադարձ վերականգնման բնութագրերն ավելի արագ են դառնում կոշտ անջատման նորացման ժամանակ:Մինչև 1700V/1000A IGBT4 E4, միացման ջերմաստիճանի ճշգրտումը Tvj.op = 150 ℃, միացման ժամանակը tdon = 0.6us, tr = 0.12us և tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, նեղ զարկերակային լայնությունը չի կարող լինել: քան ճշգրտման միացման ժամանակի գումարը:Գործնականում, բեռնվածքի տարբեր բնութագրերի պատճառով, ինչպիսիք են ֆոտոգալվանային և էներգիայի պահեստավորումը, երբ հզորության գործակիցը + / – 1 է, նեղ զարկերակը կհայտնվի ընթացիկ զրոյական կետի մոտ, ինչպես ռեակտիվ էներգիայի գեներատորը SVG, ակտիվ ֆիլտրի APF հզորության գործակիցը 0, նեղ զարկերակը կհայտնվի առավելագույն բեռնվածության հոսանքի մոտ, հոսանքի փաստացի կիրառումը զրոյական կետի մոտ ավելի հավանական է, որ հայտնվի ելքային ալիքի բարձր հաճախականության տատանման վրա, առաջանում են EMI-ի խնդիրներ:

Պատճառի նեղ զարկերակային երեւույթը

Կիսահաղորդչային հիմունքներից, նեղ զարկերակային երևույթի հիմնական պատճառը պայմանավորված է IGBT-ով կամ FWD-ով, որը նոր է սկսել միացնել, անմիջապես չլցվել կրիչներով, երբ կրիչը տարածվել է IGBT-ն կամ դիոդային չիպը անջատելիս՝ համեմատած կրիչի ամբողջությամբ: լցված անջատումից հետո, di / dt-ը կարող է մեծանալ:Համապատասխան ավելի բարձր IGBT անջատման գերլարումը կստեղծվի կոմուտացիոն մոլորված ինդուկտիվության ներքո, որը կարող է նաև առաջացնել դիոդի հակադարձ վերականգնման հոսանքի հանկարծակի փոփոխություն և, հետևաբար, անջատման երևույթ:Այնուամենայնիվ, այս երեւույթը սերտորեն կապված է IGBT և FWD չիպերի տեխնոլոգիայի, սարքի լարման և հոսանքի հետ:

Նախ, մենք պետք է սկսենք դասական կրկնակի իմպուլսային սխեմայից, հետևյալ նկարը ցույց է տալիս IGBT դարպասի շարժիչ լարման, հոսանքի և լարման միացման տրամաբանությունը:IGBT-ի շարժիչ տրամաբանությունից այն կարելի է բաժանել նեղ զարկերակային անջատման ժամանակի, որը իրականում համապատասխանում է FWD դիոդի դրական հաղորդման ժամանակին, որը մեծ ազդեցություն ունի հակադարձ վերականգնման գագաթնակետային հոսանքի և վերականգնման արագության վրա, ինչպիսին է A կետը: Նկարում հակադարձ վերականգնման առավելագույն գագաթնակետային հզորությունը չի կարող գերազանցել FWD SOA-ի սահմանը.և նեղ զարկերակային միացման ժամանակը տոննա, սա համեմատաբար մեծ ազդեցություն ունի IGBT-ի անջատման գործընթացի վրա, ինչպիսին է նկարի B կետը, հիմնականում IGBT անջատման լարման ցատկերը և ընթացիկ հետընթաց տատանումները:

Բայց ինչ խնդիրներ կառաջացնի չափազանց նեղ զարկերակային սարքի միացման անջատումը:Գործնականում ո՞րն է իմպուլսի լայնության նվազագույն սահմանը, որը ողջամիտ է:Այս խնդիրները դժվար է ստանալ համընդհանուր բանաձևեր՝ ուղղակիորեն հաշվարկելու տեսությունների և բանաձևերի միջոցով, տեսական վերլուծությունն ու հետազոտությունը նույնպես համեմատաբար փոքր են:Փաստացի փորձարկման ալիքի ձևից և արդյունքներից, որպեսզի տեսնեք գրաֆիկը՝ խոսելու համար, վերլուծեք և ամփոփեք հավելվածի բնութագրերն ու ընդհանրությունները, ավելի նպաստավոր՝ օգնելու ձեզ հասկանալ այս երևույթը, այնուհետև օպտիմալացնել դիզայնը՝ խնդիրներից խուսափելու համար:

IGBT նեղ զարկերակային միացում

IGBT-ն որպես ակտիվ անջատիչ, օգտագործելով փաստացի դեպքեր՝ գրաֆիկը տեսնելու համար այս երևույթի մասին խոսելու համար ավելի համոզիչ է, ինչ-որ նյութական չոր ապրանքներ ունենալու համար:

Օգտագործելով IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 բարձր էներգիայի մոդուլը որպես փորձարկման օբյեկտ, սարքի անջատման բնութագրերը, երբ տոննան փոխվում է Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= պայմաններում։ 25℃, կարմիրը Ic կոլեկտորն է, կապույտը լարումն է IGBT Vce-ի երկու ծայրերում, կանաչը՝ Vge շարժիչ լարումը:Vge.զարկերակային տոննան նվազում է 2us-ից մինչև 1.3us՝ տեսնելու այս լարման բարձրացման Vcep-ի փոփոխությունը, հետևյալ նկարը պատկերացնում է թեստային ալիքի ձևը աստիճանաբար՝ տեսնելու փոփոխության գործընթացը, որը հատկապես ցուցադրված է շրջանագծի մեջ:

Երբ ton-ը փոխում է ընթացիկ Ic-ը, Vce հարթությունում տեսնել տոննով պայմանավորված բնութագրերի փոփոխությունը:Ձախ և աջ գրաֆիկները ցույց են տալիս Vce_peak լարման բարձրությունները Ic տարբեր հոսանքների դեպքում՝ համապատասխանաբար նույն Vce=800V և 1000V պայմաններում:Համապատասխան փորձարկման արդյունքներից տոննան համեմատաբար փոքր ազդեցություն է ունենում փոքր հոսանքների դեպքում լարման բարձրությունների վրա Vce_peak;երբ անջատման հոսանքը մեծանում է, նեղ զարկերակային անջատումը հակված է հոսանքի հանկարծակի փոփոխությունների և հետագայում առաջացնում է բարձր լարման բարձրացումներ:Ձախ և աջ գրաֆիկները համեմատության համար որպես կոորդինատներ ընդունելով՝ տոնն ավելի մեծ ազդեցություն ունի անջատման գործընթացի վրա, երբ Vce-ն և ընթացիկ Ic-ն ավելի բարձր են, և ավելի հավանական է, որ հանկարծակի հոսանքի փոփոխություն տեղի ունենա:Այս թեստից տեսնելու այս օրինակը FF1000R17IE4, նվազագույն զարկերակային տոննա ամենախելամիտ ժամանակը 3 us-ից ոչ պակաս:

Այս հարցում տարբերություն կա՞ բարձր հոսանքի մոդուլների և ցածր հոսանքի մոդուլների աշխատանքի միջև:Վերցրեք FF450R12ME3 միջին հզորության մոդուլը որպես օրինակ, հետևյալ նկարը ցույց է տալիս լարման գերազանցումը, երբ տոննան փոխվում է փորձարկման տարբեր հոսանքների համար Ic:

Նմանատիպ արդյունքներ, տոննայի ազդեցությունը անջատման լարման գերազանցման վրա աննշան է 1/10*Ic-ից ցածր ցածր հոսանքի պայմաններում:Երբ հոսանքն ավելանում է մինչև 450A անվանական հոսանքի կամ նույնիսկ 900Ա 2*Ic հոսանքի, տոննա լայնությամբ լարման գերազանցումը շատ ակնհայտ է:Էքստրեմալ պայմաններում աշխատանքային պայմանների բնութագրերի կատարումը ստուգելու համար, 1350A անվանական հոսանքը 3 անգամ գերազանցելով, լարման ցատկերը գերազանցել են արգելափակող լարումը, ներկառուցվելով չիպի մեջ որոշակի լարման մակարդակով, անկախ տոննա լայնությունից: .

Հետևյալ նկարը ցույց է տալիս ton=1us և 20us համեմատական ​​ալիքի ձևերը Vce=700V և Ic=900A-ում:Փաստացի փորձարկումից, մոդուլի իմպուլսի լայնությունը ton=1us-ում սկսել է տատանվել, և Vcep-ի լարման բարձրությունը 80V-ով բարձր է, քան ton=20us-ը:Հետևաբար, խորհուրդ է տրվում, որ զարկերակային նվազագույն ժամանակը չպետք է պակաս լինի 1 us-ից:

FWD նեղ զարկերակային միացում

Կիսամուրջի միացումում IGBT անջատման զարկերակային անջատիչը համապատասխանում է FWD-ի միացման ժամանակի տոննային:Ստորև բերված նկարը ցույց է տալիս, որ երբ FWD-ի միացման ժամանակը պակաս է 2 us-ից, FWD հակադարձ հոսանքի գագաթնակետը կաճի 450A անվանական հոսանքի դեպքում:Երբ toff-ը 2 us-ից մեծ է, FWD հակադարձ վերականգնման հոսանքը հիմնականում անփոփոխ է:

IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 բարձր էներգիայի դիոդների բնութագրերը դիտարկելու համար, հատկապես ցածր հոսանքի պայմաններում տոննա փոփոխություններով, հետևյալ շարքը ցույց է տալիս VR = 900V, 1200V պայմանները, ուղղակի համեմատության փոքր ընթացիկ IF = 20A պայմաններում: Երկու ալիքի ձևերից պարզ է, որ երբ տոննա = 3us, օսցիլոսկոպը չի կարողացել պահել այս բարձր հաճախականության տատանումների ամպլիտուդը:Սա նաև ապացուցում է, որ բեռնվածքի հոսանքի բարձր հաճախականության տատանումը զրոյական կետի վրա բարձր էներգիայի սարքերի հավելվածներում և FWD կարճաժամկետ հակադարձ վերականգնման գործընթացը սերտորեն կապված են:

Ինտուիտիվ ալիքի ձևը դիտելուց հետո օգտագործեք փաստացի տվյալները այս գործընթացը հետագա քանակականացման և համեմատելու համար:Դիոդի dv/dt-ը և di/dt-ը տատանվում են՝ կախված toff-ից, և որքան փոքր է FWD-ի հաղորդման ժամանակը, այնքան ավելի արագ կդառնան դրա հակառակ բնութագրերը:Երբ FWD-ի երկու ծայրերում որքան բարձր է VR-ը, քանի որ դիոդի հաղորդման իմպուլսը նեղանում է, դրա դիոդի հետադարձ վերականգնման արագությունը կավելանա՝ մասնավորապես դիտարկելով տվյալները տոննա = 3us պայմաններում:

VR = 1200V, երբ.

dv/dt=44.3kV/us;di/dt=14kA/us.

VR=900V-ում:

dv/dt=32.1kV/us;di/dt=12.9kA/us.

Հաշվի առնելով ton=3us-ը, ալիքի բարձր հաճախականության տատանումն ավելի ինտենսիվ է, և դիոդի անվտանգ աշխատանքային տարածքից դուրս, դիոդի FWD-ի տեսակետից ինժամանակը չպետք է լինի 3 us-ից պակաս:

Վերևում բարձր լարման 3.3 կՎ IGBT-ի ճշգրտման մեջ, FWD-ի առաջ հաղորդման տոննան հստակ սահմանված է և պահանջվում է, օրինակ վերցնելով 2400A/3.3kV HE3-ը, 10 us-ի նվազագույն դիոդային հաղորդման ժամանակը հստակորեն տրվել է որպես սահման, ինչը հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ բարձր էներգիայի ծրագրերում համակարգի շղթայի շեղված ինդուկտիվությունը համեմատաբար մեծ է, միացման ժամանակը համեմատաբար երկար է, և անցողիկ է սարքի բացման գործընթացում Հեշտ է գերազանցել առավելագույն թույլատրելի դիոդային էներգիայի սպառումը PRQM:

Մոդուլի իրական փորձարկման ալիքային ձևերից և արդյունքներից դիտեք գրաֆիկները և խոսեք մի քանի հիմնական ամփոփումների մասին:

1. Իմպուլսի լայնության տոննայի ազդեցությունը IGBT անջատման փոքր հոսանքի վրա (մոտ 1/10*Ic) փոքր է և իրականում կարելի է անտեսել:

2. IGBT-ն ունի որոշակի կախվածություն իմպուլսի լայնությունից տոննայից բարձր հոսանքն անջատելիս, որքան փոքր է տոննան, այնքան բարձր է լարման գագաթնակետը V, և անջատման հոսանքը կտրուկ կփոխվի և տեղի կունենա բարձր հաճախականության տատանումներ:

3. FWD-ի բնութագրիչները արագացնում են հակադարձ վերականգնման գործընթացը, քանի որ ժամանակի կրճատումը դառնում է ավելի կարճ, և որքան կարճ է FWD-ի ժամանակը, կառաջացնի մեծ dv/dt և di/dt, հատկապես ցածր հոսանքի պայմաններում:Բացի այդ, բարձր լարման IGBT-ներին տրվում է հստակ նվազագույն դիոդի միացման ժամանակը tonmin=10 us.

Փաստացի փորձարկման ալիքի ձևերը թղթում որոշակի հղման նվազագույն ժամանակ են տվել դեր խաղալու համար:

Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd.-ն 2010 թվականից արտադրում և արտահանում է զանազան փոքր ընտրող և տեղադրող մեքենաներ: Օգտվելով մեր սեփական հարուստ փորձառու R&D-ից, լավ պատրաստված արտադրանքից՝ NeoDen-ը մեծ համբավ է շահում համաշխարհային հաճախորդների կողմից:

Համաշխարհային ներկայությամբ ավելի քան 130 երկրներում, NeoDen PNP մեքենաների գերազանց կատարումը, բարձր ճշգրտությունը և հուսալիությունը դրանք կատարյալ են դարձնում հետազոտությունների և զարգացման, պրոֆեսիոնալ նախատիպերի և փոքր և միջին խմբաքանակի արտադրության համար:Մենք տրամադրում ենք մեկ կանգառ SMT սարքավորումների պրոֆեսիոնալ լուծում:

Ավելացնել:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Չինաստան

Հեռախոս:86-571-26266266