Што е тесен пулсен феномен
Како еден вид прекинувач за напојување, на IGBT му треба одредено време на реакција од сигналот на ниво на портата до процесот на префрлување на уредот, исто како што е лесно да се притисне раката пребрзо во животот за да се префрли портата, прекраткиот пулс на отворање може да предизвика превисок скокови на напон или проблеми со осцилации со висока фреквенција.Овој феномен се случува беспомошно од време на време бидејќи IGBT е управуван од високофреквентни PWM модулирани сигнали.Колку е помал циклусот на работа, толку е полесно да се испуштаат тесни импулси, а карактеристиките на обратно обновување на антипаралелната диода за обновување IGBT FWD стануваат побрзи при обновување со тврдо префрлување.На 1700V/1000A IGBT4 E4, спецификацијата во температурата на спој Tvj.op = 150 ℃, времето на префрлување tdon = 0,6us, tr = 0,12us и tdoff = 1,3us, tf = 0,59us, тесна помала ширина на импулсот не може да биде од збирот на времето на префрлување на спецификацијата.Во пракса, поради различните карактеристики на оптоварување како фотоволтаичното и складирање на енергија претежно кога факторот на моќност е +/-1, тесниот импулс ќе се појави во близина на моменталната нулта точка, како генератор на реактивна енергија SVG, активен филтер APF фактор на моќност од 0, тесниот пулс ќе се појави во близина на максималната струја на оптоварување, вистинската примена на струјата во близина на нултата точка е поверојатно да се појави на излезната бранова форма на високофреквентна осцилација, следуваат проблеми со ЕМИ.
Тесен пулсен феномен на причината
Од основите на полупроводниците, главната причина за феноменот на тесен импулс се должи на IGBT или FWD штотуку почна да се вклучува, не веднаш исполнето со носачи, кога носачот се шири при исклучување на IGBT или диодниот чип, во споредба со носачот целосно. пополнето по исклучувањето, di / dt може да се зголеми.Соодветниот повисок пренапон на исклучување на IGBT ќе се генерира под комутациската заскитана индуктивност, што исто така може да предизвика ненадејна промена на струјата за обратно враќање на диодата и на тој начин феномен на прилепување.Сепак, овој феномен е тесно поврзан со технологијата на IGBT и FWD чипови, напонот и струјата на уредот.
Прво, треба да започнеме од класичната шема со двојни импулси, на следната слика е прикажана логиката на префрлување на напонот, струјата и напонот на погонската порта IGBT.Од логиката на возење на IGBT, може да се подели на тесно исклучување на пулсот, што всушност одговара на позитивното време на спроводливост тон на диодата FWD, што има големо влијание врз врвната струја и брзината на враќање во обратна насока, како што е точката А. на сликата, максималната максимална моќност на обратно обновување не може да ја надмине границата на FWD SOA;и тесниот пулсен тон на време за вклучување, ова има релативно големо влијание врз процесот на исклучување на IGBT, како што е точката Б на сликата, главно скоковите на напонот за исклучување на IGBT и осцилациите на струјата.
Но, какви проблеми ќе предизвика исклучувањето на уредот со премногу тесен импулс?Во пракса, која е минималната граница на ширината на пулсот што е разумна?Овие проблеми се тешко да се извлечат универзални формули за директно пресметување со теории и формули, теоретската анализа и истражување е исто така релативно мала.Од вистински тест бранови форма и резултати за да се види графиконот да се зборува, анализа и резиме на карактеристиките и заедничките карактеристики на апликацијата, попогодна за да ви помогне да го разберете овој феномен, а потоа да го оптимизирате дизајнот за да избегнете проблеми.
Вклучување со тесен пулс на IGBT
IGBT како активен прекинувач, со користење на вистински случаи за да се види графикот за да се зборува за овој феномен е поубедливо, да има некои материјални суви производи.
Користејќи го модулот со висока моќност IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 како тест објект, карактеристиките на исклучување на уредот кога тонот се менува под услови Vce=800V, Ic=500A, Rg=1,7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25℃, црвено е колекторот Ic, сината е напонот на двата краја на IGBT Vce, зелената е погонскиот напон Vge.Vge.пулсниот тон се намалува од 2 us на 1,3 us за да се види промената на овој скок на напон Vcep, следната слика ја визуелизира тест-брановата форма прогресивно за да го види процесот на промена, особено прикажан во кругот.
Кога тон ја менува тековната Ic, во Vce димензијата за да се види промената во карактеристиките предизвикана од тон.Левиот и десниот графикон ги прикажуваат скоковите на напонот Vce_peak при различни струи Ic при исти Vce=800V и 1000V услови соодветно.од соодветните резултати од тестот, тонот има релативно мал ефект врз скоковите на напонот Vce_peak при мали струи;кога струјата на исклучување се зголемува, тесното исклучување на импулсот е склоно кон ненадејни промени во струјата и последователно предизвикува скокови на висок напон.Земајќи ги левите и десните графикони како координати за споредба, ton има поголемо влијание врз процесот на исклучување кога Vce и струјата Ic се повисоки и е поверојатно да има ненадејна промена на струјата.Од тестот за да го видите овој пример FF1000R17IE4, минималниот пулс тон најразумно време не помалку од 3 us.
Дали има разлика помеѓу перформансите на модулите со висока струја и модулите со мала струја за ова прашање?Земете го FF450R12ME3 модулот за средна моќност како пример, следната слика го прикажува пречекорувањето на напонот кога тонот се менува за различни тест струи Ic.
Слични резултати, ефектот на тонот врз пречекорувањето на напонот за исклучување е занемарлив при ниски струјни услови под 1/10*Ic.Кога струјата се зголемува до номиналната струја од 450А или дури 2*Ic струја од 900А, пречекорувањето на напонот со тонска ширина е многу очигледно.Со цел да се тестираат перформансите на карактеристиките на работните услови под екстремни услови, 3 пати поголема од номиналната струја од 1350 А, скоковите на напонот го надминале напонот за блокирање, вградувајќи се во чипот на одредено напонско ниво, независно од ширината на тонот. .
На следната слика се прикажани споредбените тест бранови форми на ton=1us и 20us при Vce=700V и Ic=900A.Од вистинскиот тест, ширината на пулсот на модулот при ton=1us почна да осцилира, а скокот на напонот Vcep е за 80V поголем од ton=20us.Затоа, се препорачува минималното време на пулсот да не биде помало од 1ус.
Вклучување на FWD со тесен импулс
Во колото со полу-мост, исклучувањето на пулсот за исклучување IGBT одговара на тонот на времето за вклучување FWD.Сликата подолу покажува дека кога времето за вклучување на FWD е помало од 2 us, врвот на обратната струја на FWD ќе се зголеми со номинална струја од 450 А.Кога тофот е поголем од 2 us, максималната струја на обратно обновување на FWD е во основа непроменета.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 за да се набљудуваат карактеристиките на диодите со голема моќност, особено при услови на ниска струја со тонски промени, следниот ред ги прикажува условите VR = 900V, 1200V, во услови на мала струја IF = 20A на директната споредба од двете бранови форми, јасно е дека кога ton = 3us, осцилоскопот не можел да ја задржи амплитудата на оваа висока фреквентна осцилација.Ова, исто така, докажува дека високофреквентното осцилирање на струјата на оптоварување над нулта точка во апликациите на уреди со висока моќност и процесот на краткотрајно обратно обновување на FWD се тесно поврзани.
Откако ќе ја погледнете интуитивната форма на бранови, искористете ги вистинските податоци за дополнително квантифицирање и споредување на овој процес.dv/dt и di/dt на диодата се разликуваат во зависност од тоф, и колку е помало времето на спроводливост на FWD, толку побрзи ќе станат нејзините обратни карактеристики.Кога колку е поголема VR на двата краја на FWD, како што пулсот на спроводливост на диодата станува потесен, неговата брзина на враќање на диодата ќе се забрза, особено гледајќи ги податоците во услови тон = 3 us.
VR = 1200V кога.
dv/dt=44,3kV/us;di/dt=14kA/us.
На VR=900V.
dv/dt=32,1kV/us;di/dt=12,9kA/us.
Со оглед на ton=3us, високофреквентното осцилирање на брановиот облик е поинтензивно и надвор од безбедното работно подрачје на диодата, времето на вклучување не треба да биде помало од 3 us од гледна точка на диодата FWD.
Во спецификацијата на високонапонскиот 3,3 kV IGBT погоре, времето на FWD нанапред спроводливост тон е јасно дефинирано и потребно, земајќи ги како пример 2400A/3,3kV HE3, минималното време на спроведување на диодата од 10us е јасно дадено како ограничување. што е главно затоа што системското коло заскитана индуктивност во апликациите со висока моќност е релативно голема, времето на префрлување е релативно долго, а минливото во процесот на отворање на уредот Лесно е да се надмине максималната дозволена потрошувачка на енергија на диодата PRQM.
Од вистинските тест бранови форми и резултати од модулот, погледнете ги графиконите и разговарајте за некои основни резимеа.
1. влијанието на ширината на пулсот тон врз исклучувањето на IGBT мала струја (околу 1/10*Ic) е мала и всушност може да се игнорира.
2. IGBT има одредена зависност од тонот на ширината на импулсот при исклучување на висока струја, колку е помал тонот, толку е поголем скокот на напонот V, а заостанувањето на струјата на исклучување нагло ќе се промени и ќе се појави осцилација на висока фреквенција.
3. Карактеристиките на FWD го забрзуваат процесот на обратно закрепнување бидејќи времето на вклучување станува пократко, а колку е пократко времето на вклучување на FWD ќе предизвика големи dv/dt и di/dt, особено во услови на ниска струја.Дополнително, на високонапонските IGBT им се дава јасно минимално време на вклучување на диодата tonmin=10 us.
Вистинските тест бранови форми во трудот дадоа одредено референтно минимално време за играње улога.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. произведува и извезува различни мали машини за собирање и поставување од 2010 година. Искористувајќи ги предностите на нашето богато искусно истражување и развој, добро обучено производство, NeoDen освојува голема репутација од клиентите ширум светот.
Со глобално присуство во над 130 земји, одличните перформанси, високата прецизност и доверливоста на NeoDen PNP машините ги прават совршени за истражување и развој, професионално креирање прототипови и производство на мали до средни серии.Обезбедуваме професионално решение на едношалтерската SMT опрема.
Додај:Бр. 18, авенија Тианзиху, град Тианзиху, округ Анџи, град Хужоу, провинција Жеџијанг, Кина
Телефон:86-571-26266266
Време на објавување: мај-24-2022 година