Mis on kitsa pulsi nähtus
Omamoodi toitelülitina vajab IGBT teatud reaktsiooniaega värava taseme signaalist seadme lülitusprotsessini, nii nagu elus on lihtne kätt liiga kiiresti pigistada, et väravat vahetada, võib ka liiga lühike avanemisimpulss põhjustada liiga kõrge. pinge hüppeid või kõrgsagedusliku võnkeprobleeme.See nähtus ilmneb aeg-ajalt abitult, kuna IGBT-d juhivad kõrgsageduslikud PWM-moduleeritud signaalid.Mida väiksem on töötsükkel, seda lihtsam on väljastada kitsaid impulsse ja IGBT paralleelse uuendamise dioodi FWD vastupidised taastumisomadused muutuvad tugeva lülitusega uuendamise ajal kiiremaks.Kuni 1700V/1000A IGBT4 E4, spetsifikatsioon ristmiku temperatuuril Tvj.op = 150 ℃, lülitusaeg tdon = 0,6us, tr = 0,12us ja tdoff = 1,3us, tf = 0,59us, kitsas impulsi laius ei saa olla väiksem kui spetsifikatsiooni lülitusaja summa.Praktikas ilmneb erinevate koormuskarakteristikute (nt fotogalvaaniline ja energiasalvestus) tõttu valdavalt, kui võimsustegur on + / – 1, kitsas impulss praeguse nullpunkti lähedal, nagu reaktiivvõimsuse generaator SVG, aktiivfiltri APF võimsustegur 0, kitsas impulss ilmub maksimaalse koormusvoolu lähedale, voolu tegelik rakendamine nullpunkti lähedal ilmneb tõenäolisemalt väljundlainekujul kõrgsageduslik võnkumine, tekivad EMI probleemid.
Põhjuse kitsa impulsi nähtus
Pooljuhtide põhitõdedest on kitsa impulsi nähtuse peamine põhjus tingitud sellest, et IGBT või FWD hakkas just sisse lülituma, mitte ei täitunud kohe kandjatega, kui kandja levis IGBT või dioodkiibi väljalülitamisel, võrreldes kandjaga täielikult. täidetud pärast seiskamist, di / dt võib suureneda.Vastav kõrgem IGBT väljalülitusliigpinge tekib kommutatsiooni hajuinduktiivsuse all, mis võib samuti põhjustada dioodi pöördtaastusvoolu järsu muutumise ja seega katkestusnähtuse.See nähtus on aga tihedalt seotud IGBT ja FWD kiibi tehnoloogia, seadme pinge ja vooluga.
Kõigepealt tuleb alustada klassikalisest topeltimpulssskeemist, järgmisel joonisel on näidatud IGBT paisuajami pinge, voolu ja pinge lülitusloogika.IGBT juhtimisloogikast lähtudes saab selle jagada kitsaks impulsi väljalülitusajaks toff, mis tegelikult vastab dioodi FWD positiivsele juhtivusajale tonni, millel on suur mõju vastupidise taastumise tippvoolule ja taastumiskiirusele, näiteks punkt A. joonisel ei tohi tagurpidi taastamise maksimaalne tippvõimsus ületada FWD SOA piiri;ja kitsa impulsi sisselülitumisaega tonni, on sellel suhteliselt suur mõju IGBT väljalülitusprotsessile, nagu joonisel punkt B, peamiselt IGBT väljalülituspinge naastud ja voolu võnkumised.
Aga milliseid probleeme põhjustab seadme liiga kitsa impulsi sisselülitamine?Mis on praktikas minimaalne impulsi laiuse piir, mis on mõistlik?Neid probleeme on raske tuletada universaalseid valemeid, mida teooriate ja valemitega otseselt arvutada, ka teoreetiline analüüs ja uurimused on suhteliselt väikesed.Tegelikust test lainekuju ja tulemusi näha graafikut rääkida, analüüsi ja kokkuvõte omadused ja sarnasused taotluse, mis aitab teil paremini mõista seda nähtust ja seejärel optimeerida disain, et vältida probleeme.
IGBT kitsa impulsi sisselülitamine
IGBT kui aktiivne lüliti, kasutades tegelikke juhtumeid, et näha graafikut rääkida sellest nähtusest on veenvam, on mõned materjali kuivaine.
Kasutades katseobjektina suure võimsusega moodulit IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4, lülitub seade välja, kui tonn muutub tingimustes Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25 ℃, punane on kollektor Ic, sinine on pinge IGBT Vce mõlemas otsas, roheline on ajami pinge Vge.Vge.impulsi tonn väheneb 2us-lt 1,3 us-le, et näha selle pinge tipu Vcep muutust, järgmine joonis visualiseerib testi lainekuju järk-järgult, et näha muutuste protsessi, eriti ringis.
Kui tonn muudab voolu Ic, näete Vce dimensioonis tonnist põhjustatud omaduste muutust.Vasak- ja parempoolsed graafikud näitavad pinge hüppeid Vce_peak erinevatel vooludel Ic samadel Vce=800V ja 1000V tingimustel vastavalt.vastavatest katsetulemustest on tonnil suhteliselt väike mõju pingepiiskudele Vce_peak väikeste voolude juures;kui väljalülitusvool suureneb, on kitsas impulss-väljalülitus kalduvus äkilistele voolumuutustele ja põhjustab seejärel kõrge pinge hüppeid.Võttes võrdluseks koordinaatideks vasak- ja parempoolsed graafikud, mõjutab ton väljalülitusprotsessi rohkem, kui Vce ja voolutugevus Ic on suuremad, ning on tõenäolisem voolu järsk muutus.Alates katse näha seda näidet FF1000R17IE4, minimaalne impulss tonn kõige mõistlikum aeg mitte vähem kui 3us.
Kas selles küsimuses on kõrge ja nõrkvoolu moodulite jõudluses erinevusi?Võtke näiteks FF450R12ME3 keskmise võimsusega moodul, järgmisel joonisel on näidatud pinge ületamine, kui tonn muutub erinevate katsevoolude Ic korral.
Sarnaste tulemuste kohaselt on tonni mõju väljalülituspinge ületamisele vähese voolu korral alla 1/10*Ic tühine.Kui voolu suurendatakse nimivooluni 450 A või isegi 2 * Ic vooluni 900 A, on pinge ületamine tonni laiusega väga ilmne.Ekstreemsetes tingimustes, 3 korda 1350A nimivoolust suuremas töötingimustes kasutatavate karakteristikute toimimise testimiseks on pinge hüpped ületanud blokeerimispinge, olles kiibi sisse lülitatud kindlal pingetasemel, sõltumata tonni laiusest. .
Järgmisel joonisel on toodud võrdluskatse lainekujud ton=1us ja 20us, kui Vce=700V ja Ic=900A.Tegelikust testist on mooduli impulsi laius ton=1us hakanud võnkuma ja pingetipp Vcep on 80V kõrgem kui ton=20us.Seetõttu on soovitatav, et minimaalne impulsi aeg ei oleks väiksem kui 1 us.
FWD kitsa impulsi sisselülitamine
Poolsilla vooluringis vastab IGBT väljalülitusimpulss FWD sisselülitusajale tonni.Allolev joonis näitab, et kui FWD sisselülitusaeg on alla 2us, suureneb FWD pöördvoolu tipp 450A nimivoolu juures.Kui toff on suurem kui 2us, ei muutu FWD tagasivoolu tippvool põhimõtteliselt muutumatuks.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 suure võimsusega dioodide omaduste jälgimiseks, eriti nõrga voolu tingimustes koos tonnide muutumisega, näitab järgmine rida VR = 900 V, 1200 V tingimusi, väikese voolu IF = 20 A otsese võrdluse tingimustes. Kahest lainekujust on selge, et kui ton = 3us, ei ole ostsilloskoop suutnud hoida selle kõrgsagedusliku võnkumise amplituudi.See tõestab ka, et koormusvoolu kõrgsageduslik võnkumine üle nullpunkti suure võimsusega seadmete rakendustes ja FWD lühiajaline tagurpidi taastamise protsess on tihedalt seotud.
Pärast intuitiivse lainekuju vaatamist kasutage tegelikke andmeid selle protsessi täiendavaks kvantifitseerimiseks ja võrdlemiseks.Dioodi dv/dt ja di/dt varieeruvad sõltuvalt toffist ning mida väiksem on FWD juhtivusaeg, seda kiiremaks muutuvad selle vastupidised omadused.Kui VR on FWD mõlemas otsas kõrgem, siis dioodi juhtivuse impulsi kitsenedes kiireneb selle dioodi vastupidise taastumise kiirus, eriti vaadates andmeid tonn = 3us.
VR = 1200V kui.
dv/dt=44,3kV/us;di/dt=14kA/us.
VR = 900 V juures.
dv/dt=32,1kV/us;di/dt=12,9kA/us.
Arvestades tonn=3us, on lainekuju kõrgsageduslik võnkumine intensiivsem ja väljaspool dioodi ohutut tööpiirkonda ei tohiks sisselülitusaeg dioodi FWD vaatepunktist olla väiksem kui 3us.
Ülaltoodud kõrgepinge 3,3 kV IGBT spetsifikatsioonis on FWD edasijuhtimise aeg tonni selgelt määratletud ja nõutud, võttes näiteks 2400A/3,3 kV HE3, on dioodi minimaalne juhtivusaeg 10us selgelt piiriks antud, mis on peamiselt tingitud sellest, et suure võimsusega rakendustes on süsteemi vooluahela hajuinduktiivsus suhteliselt suur, lülitusaeg suhteliselt pikk ja seadme avanemisprotsessis on siirdeid Dioodi maksimaalset lubatud voolutarbimist PRQM on lihtne ületada.
Mooduli tegelike testlainekujude ja tulemuste põhjal vaadake graafikuid ja rääkige mõnest põhikokkuvõttest.
1. Impulsi laiuse tonni mõju väikese voolu väljalülitamisele IGBT-le (umbes 1/10*Ic) on väike ja seda võib tegelikult ignoreerida.
2. IGBT-l on suur voolu väljalülitamisel teatud sõltuvus impulsi laiusest tonn, mida väiksem on tonn, seda suurem on pingetipp V ning väljalülitusvool muutub järsult ja tekib kõrgsageduslik võnkumine.
3. FWD omadused kiirendavad vastupidist taastumisprotsessi, kuna sisselülitusaeg lüheneb ja mida lühem on FWD sisselülitusaeg, põhjustab suuri dv/dt ja di/dt, eriti nõrga voolu korral.Lisaks on kõrgepinge IGBT-dele antud selge minimaalne dioodi sisselülitumisaeg tonmin=10us.
Tegelikud testi lainekujud paberil on andnud teatud võrdlusaega, et mängida rolli.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. on alates 2010. aastast tootnud ja eksportinud erinevaid väikeseid korjamis- ja asetamismasinaid. Kasutades ära meie enda rikkalikku uurimis- ja arendustegevuse kogemust ning hästi koolitatud tootmist, võidab NeoDen ülemaailmselt klientidelt suurepärase maine.
Üle 130 riigis üleilmselt esindatud NeoDeni PNP-masinate suurepärane jõudlus, suur täpsus ja töökindlus muudavad need ideaalseks teadus- ja arendustegevuseks, professionaalseks prototüüpimiseks ning väikeste ja keskmiste partiide tootmiseks.Pakume ühe peatuse SMT-seadmete professionaalset lahendust.
Lisama:No.18, Tianzihu avenüü, Tianzihu linn, Anji maakond, Huzhou linn, Zhejiangi provints, Hiina
Telefon:86-571-26266266
Postitusaeg: 24. mai-2022