Mi az a keskeny pulzusjelenség
Egyfajta tápkapcsolóként az IGBT-nek egy bizonyos reakcióidőre van szüksége a kapuszint jelétől az eszközváltásig, ahogyan az életben könnyű túl gyorsan megszorítani a kezet a kapu kapcsolásához, a túl rövid nyitási impulzus túl magasra vezethet. feszültségcsúcsok vagy nagyfrekvenciás oszcillációs problémák.Ez a jelenség időről időre tehetetlenül előfordul, mivel az IGBT-t nagyfrekvenciás PWM-modulált jelek hajtják.Minél kisebb a munkaciklus, annál könnyebb szűk impulzusokat kiadni, és az IGBT anti-párhuzamos megújító dióda FWD fordított helyreállítási karakterisztikája gyorsabbá válik a kemény kapcsolású megújítás során.1700V/1000A IGBT4 E4 esetén a specifikáció a csatlakozási hőmérsékletben Tvj.op = 150 ℃, a kapcsolási idő tdon = 0.6us, tr = 0.12us és tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, szűk impulzusszélesség nem lehet kisebb mint a specifikáció kapcsolási idejének összege.A gyakorlatban az eltérő terhelési jellemzők miatt, mint például a fotovoltaikus és az energiatárolás, túlnyomórészt + / – 1 teljesítménytényező mellett a keskeny impulzus az aktuális nullapont közelében jelenik meg, mint például az SVG meddő teljesítmény generátor, az aktív szűrő APF teljesítménytényezője 0, a keskeny impulzus a maximális terhelési áram közelében jelenik meg, az áram tényleges alkalmazása a nullapont közelében nagyobb valószínűséggel jelenik meg a kimeneti hullámformán, nagyfrekvenciás oszcilláció, EMI problémák lépnek fel.
Az ok szűk pulzusjelensége
A félvezető alapjaiból a szűk impulzusjelenség fő oka az, hogy az IGBT vagy FWD éppen most kezdett bekapcsolni, nem telt meg azonnal vivőkkel, amikor az IGBT vagy dióda chip leállításakor a vivő szétterjedt, összehasonlítva a vivővel teljesen. leállítás után feltöltve, a di / dt növekedhet.A megfelelő magasabb IGBT-kikapcsolási túlfeszültség a kommutációs szórt induktivitás alatt keletkezik, ami a dióda fordított visszaállási áramának hirtelen változását és ezáltal lekapcsolási jelenséget is okozhat.Ez a jelenség azonban szorosan összefügg az IGBT és FWD chip technológiával, az eszköz feszültségével és áramerősségével.
Először is a klasszikus kettős impulzusos kapcsolási rajzból kell kiindulnunk, a következő ábra az IGBT kapuhajtás feszültség, áram és feszültség kapcsolási logikáját mutatja.Az IGBT vezetési logikája szerint szűk impulzus-kikapcsolási időre osztható, ami tulajdonképpen az FWD dióda pozitív vezetési idejének tonnája, ami nagy hatással van a fordított visszaállási csúcsáramra és a helyreállítási sebességre, például az A pontra. az ábrán a fordított helyreállítás maximális csúcsteljesítménye nem haladhatja meg az FWD SOA határértékét;és szűk impulzus bekapcsolási ideje ton, ez viszonylag nagy hatással van az IGBT kikapcsolási folyamatára, például az ábra B pontjára, főleg az IGBT kikapcsolási feszültségcsúcsokra és az áramkimaradásokra.
De a túl szűk impulzusú készülék bekapcsolása milyen problémákat okoz?A gyakorlatban mi az ésszerű minimális impulzusszélesség határ?Ezeket a problémákat nehéz elméletekkel és képletekkel közvetlenül kiszámítható univerzális képleteket levezetni, az elméleti elemzés és kutatás is viszonylag kicsi.A tényleges vizsgálati hullámforma és az eredmények, hogy a grafikon beszélni, elemzése és összefoglalója a jellemzői és közös jellemzői az alkalmazás, jobban elősegíti, hogy segítsen megérteni ezt a jelenséget, majd optimalizálja a tervezési problémák elkerülése érdekében.
IGBT keskeny impulzus bekapcsolás
IGBT, mint egy aktív kapcsoló, a tényleges esetekben, hogy a grafikonon beszélni erről a jelenségről meggyőzőbb, hogy néhány anyag száraz árut.
Az IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 nagy teljesítményű modult tesztobjektumként használva a készülék kikapcsolási karakterisztikája Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= tonna változása esetén. 25 ℃, a piros az Ic kollektor, a kék az IGBT Vce mindkét végén lévő feszültség, a zöld a Vge meghajtó feszültség.Vge.Az impulzustonna 2us-ról 1,3 us-ra csökken, hogy lássa a Vcep feszültségcsúcs változását, a következő ábra a teszt hullámformáját fokozatosan megjeleníti, hogy lássa a változási folyamatot, különösen a körben.
Amikor ton megváltoztatja az aktuális Ic-t, a Vce dimenzióban megtekintheti a tonna által okozott jellemzők változását.A bal és a jobb oldali grafikonok a Vce_peak feszültségcsúcsokat mutatják különböző Ic áramoknál ugyanazon Vce=800V, illetve 1000V feltételek mellett.a megfelelő vizsgálati eredmények alapján a tonnak viszonylag kis hatása van a Vce_peak feszültségcsúcsokra kis áramoknál;amikor a kikapcsolási áram növekszik, a szűk impulzus-kikapcsolás hajlamos hirtelen áramváltozásokra, és ezt követően nagy feszültségcsúcsokat okoz.Ha a bal és a jobb oldali grafikont koordinátaként vesszük alapul, a ton nagyobb hatással van a leállási folyamatra, amikor a Vce és az áram Ic nagyobb, és nagyobb a valószínűsége a hirtelen áramváltozásnak.A teszt, hogy ezt a példát FF1000R17IE4, a minimális impulzus tonna a legésszerűbb idő nem kevesebb, mint 3us.
Van különbség a nagyáramú modulok és a kisáramú modulok teljesítménye között ebben a kérdésben?Vegyük példaként az FF450R12ME3 közepes teljesítményű modult, a következő ábra a feszültség túllövést mutatja, amikor a tonna változik a különböző Ic tesztáramoknál.
Hasonló eredmények, a tonna hatása a kikapcsolási feszültség túllövésére elhanyagolható kis áramkörülmények között 1/10*Ic alatt.Ha az áramerősséget a 450A névleges áramerősségre vagy akár a 2*Ic 900A-es áramerősségre növeljük, a feszültség túllépése a tonna szélességben nagyon nyilvánvaló.Az üzemi körülmények jellemzőinek extrém körülmények között, az 1350A névleges áramerősség 3-szorosának megfelelő teljesítményének tesztelése érdekében a feszültségcsúcsok meghaladták a blokkoló feszültséget, bizonyos feszültségszinten a chipbe ágyazva, független a tonna szélességtől. .
A következő ábra a ton=1us és 20us összehasonlító teszt hullámformáit mutatja Vce=700V és Ic=900A mellett.A tényleges tesztből a modul impulzusszélessége ton=1us-nál elkezdett oszcillálni, és a Vcep feszültségcsúcs 80V-tal magasabb, mint a ton=20us.Ezért azt javasoljuk, hogy a minimális impulzusidő ne legyen kevesebb 1 us-nál.
FWD keskeny impulzusú bekapcsolás
A félhíd áramkörben az IGBT kikapcsolási impulzusa megfelel az FWD bekapcsolási idejének tonnának.Az alábbi ábra azt mutatja, hogy ha az FWD bekapcsolási ideje kevesebb, mint 2us, az FWD fordított áramcsúcs 450A névleges áramerősséggel nő.Ha a toff nagyobb, mint 2us, a csúcs FWD fordított visszanyerő áram lényegében változatlan.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 a nagyteljesítményű diódák jellemzőinek megfigyeléséhez, különösen gyengeáramú körülmények között, tonnaváltással, a következő sor a VR = 900V, 1200V állapotokat mutatja, a közvetlen összehasonlítás kisáramú IF = 20A körülményei között A két hullámforma közül világos, hogy amikor ton = 3us, akkor az oszcilloszkóp nem tudta tartani ennek a nagyfrekvenciás rezgésnek az amplitúdóját.Ez is bizonyítja, hogy a terhelési áram nullpont feletti nagyfrekvenciás oszcillációja nagy teljesítményű eszközök alkalmazásaiban és az FWD rövid idejű fordított helyreállítási folyamata szorosan összefügg.
Az intuitív hullámforma megtekintése után használja a tényleges adatokat a folyamat további számszerűsítésére és összehasonlítására.A dióda dv/dt és di/dt értéke a toff függvényében változik, és minél kisebb az FWD vezetési ideje, annál gyorsabbak lesznek a fordított karakterisztikája.Ha minél nagyobb a VR az FWD mindkét végén, és a dióda vezetési impulzusa szűkül, akkor a dióda fordított helyreállítási sebessége felgyorsul, különösen az adatokat tonna = 3us feltételek mellett.
VR = 1200V amikor.
dv/dt=44,3kV/us;di/dt=14kA/us.
VR=900V-nál.
dv/dt=32,1kV/us;di/dt=12,9kA/us.
Tekintettel a tonna=3usra, a hullámforma nagyfrekvenciás rezgése intenzívebb, és a dióda biztonságos munkaterületén túl a bekapcsolási idő nem lehet kevesebb 3us-nál a dióda FWD szempontjából.
A nagyfeszültségű, 3,3 kV-os IGBT fentebbi specifikációjában az FWD előremenő vezetési idő tonna egyértelműen meg van határozva és előírva, például a 2400A/3,3 kV HE3 esetében, a 10us-os minimális diódavezetési idő egyértelműen meg van adva határként, ami főként azért van, mert a rendszeráramkör szórt induktivitása a nagy teljesítményű alkalmazásokban viszonylag nagy, a kapcsolási idő viszonylag hosszú, és a tranziens az eszköz nyitási folyamatában Könnyű túllépni a megengedett legnagyobb dióda teljesítményfelvételt PRQM.
A modul tényleges teszthullámformáiból és eredményeiből nézze meg a grafikonokat, és beszéljen néhány alapvető összefoglalásról.
1. Az impulzusszélesség tonna hatása az IGBT kis áramerősségre (kb. 1/10*Ic) kicsi, és valójában figyelmen kívül hagyható.
2. Az IGBT bizonyos mértékben függ a tonna impulzusszélességtől a nagy áram kikapcsolásakor, minél kisebb a tonna, annál nagyobb a V feszültségcsúcs, és a lekapcsolási áram ugrása hirtelen megváltozik, és nagyfrekvenciás oszcilláció lép fel.
3. Az FWD karakterisztikája felgyorsítja a fordított helyreállítási folyamatot, ahogy a bekapcsolási idő rövidül, és minél rövidebb az FWD bekapcsolási ideje, nagy dv/dt és di/dt okoz, különösen alacsony áramerősség esetén.Ezenkívül a nagyfeszültségű IGBT-k egyértelmű minimális dióda bekapcsolási időt kapnak, tonmin=10us.
A dokumentumban szereplő tényleges teszthullámformák bizonyos referencia-minimális időt adtak a szerephez.
A Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. 2010 óta gyárt és exportál különféle kisméretű kiszedő- és behelyezőgépeket. Kihasználva saját, gazdag tapasztalattal rendelkező kutatás-fejlesztésünket, jól képzett gyártásunkat, a NeoDen nagy hírnevet szerez a világ vásárlói körében.
A több mint 130 országban jelenlévő NeoDen PNP gépek kiváló teljesítménye, nagy pontossága és megbízhatósága miatt tökéletesek a kutatás-fejlesztéshez, a professzionális prototípus-készítéshez és a kis- és közepes sorozatú gyártáshoz.Professzionális megoldást kínálunk az egyablakos SMT berendezésekhez.
Hozzáadás:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang tartomány, Kína
Telefon:86-571-26266266
Feladás időpontja: 2022. május 24