Wat is Narrow Pulse Phenomenon
As 'n soort kragskakelaar benodig IGBT 'n sekere reaksietyd vanaf die hekvlaksein tot die toestelskakelproses, net soos dit maklik is om die hand te vinnig in die lewe te druk om die hek te skakel, te kort openingspuls kan te hoë veroorsaak spanningspyle of hoëfrekwensie-ossillasieprobleme.Hierdie verskynsel kom van tyd tot tyd hulpeloos voor aangesien die IGBT deur hoëfrekwensie PWM-gemoduleerde seine aangedryf word.Hoe kleiner die dienssiklus, hoe makliker is dit om smal pulse uit te voer, en die omgekeerde herstelkenmerke van die IGBT anti-parallelle hernuwingsdiode FWD word vinniger tydens hard-skakeling hernuwing.Na 1700V/1000A IGBT4 E4, die spesifikasie in die aansluitingstemperatuur Tvj.op = 150 ℃, die skakeltyd tdon = 0.6us, tr = 0.12us en tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, smal pols kan nie minder wees nie as die som van die spesifikasie-skakeltyd.In die praktyk, as gevolg van die verskillende las eienskappe soos fotovoltaïese en energieberging oorweldigend wanneer die arbeidsfaktor van + / – 1, sal die smal puls naby die huidige nulpunt verskyn, soos reaktiewe kragopwekker SVG, aktiewe filter APF arbeidsfaktor van 0, die smal puls sal verskyn naby die maksimum las stroom, die werklike toepassing van die stroom naby die nulpunt is meer geneig om te verskyn op die uitset golfvorm hoë-frekwensie ossillasie, EMI probleme volg.
Smal pols verskynsel van die oorsaak
Uit die grondbeginsels van die halfgeleier is die hoofrede vir die nou pulsverskynsel te wyte aan die IGBT of FWD wat pas begin aanskakel het, nie dadelik gevul met draers nie, toe die draer versprei het wanneer die IGBT of diodeskyfie afgeskakel is, in vergelyking met die draer heeltemal gevul na afskakeling, di / dt kan toeneem.Die ooreenstemmende hoër IGBT-afskakel-oorspanning sal gegenereer word onder die kommutasie-dwaal-induktansie, wat ook 'n skielike verandering in diode-omgekeerde herstelstroom kan veroorsaak en dus 'n snap-off-verskynsel.Hierdie verskynsel is egter nou verwant aan IGBT- en FWD-skyfietegnologie, toestelspanning en stroom.
Eerstens moet ons begin by die klassieke dubbelpulsskema, die volgende figuur toon die skakellogika van IGBT-hekaandrywingspanning, stroom en spanning.Vanuit die dryflogika van IGBT kan dit verdeel word in smal puls-aftyd tof, wat eintlik ooreenstem met die positiewe geleidingstyd ton van diode FWD, wat 'n groot invloed het op die omgekeerde herstel piekstroom en herstelspoed, soos punt A in die figuur kan die maksimum piekkrag van omgekeerde herstel nie die limiet van FWD SOA oorskry nie;en smal puls-aanskakeltyd ton, dit het 'n relatief groot impak op die IGBT-afskakelproses, soos punt B in die figuur, hoofsaaklik die IGBT-afskakelspanningspyle en stroomslopende ossillasies.
Maar te smal puls toestel aanskakel afskakel sal veroorsaak watter probleme?In die praktyk, wat is die minimum polswydtelimiet wat redelik is?Hierdie probleme is moeilik om universele formules af te lei om direk met teorieë en formules te bereken, teoretiese analise en navorsing is ook relatief klein.Van die werklike toets golfvorm en resultate om die grafiek te sien om te praat, ontleding en opsomming van die kenmerke en gemeenskaplikhede van die toepassing, meer bevorderlik is om jou te help om hierdie verskynsel te verstaan, en dan die ontwerp te optimaliseer om probleme te vermy.
IGBT smal pols aanskakel
IGBT as 'n aktiewe skakelaar, met behulp van werklike gevalle om die grafiek te sien om van hierdie verskynsel te praat, is meer oortuigend, om 'n paar materiële droë goedere te hê.
Deur die hoëkragmodule IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 as die toetsvoorwerp te gebruik, skakel die toestel af wanneer die ton verander onder die toestande van Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25℃, rooi is die versamelaar Ic, blou is die spanning aan beide kante van die IGBT Vce, groen is die dryfspanning Vge.Vge.polston verminder van 2us tot 1.3us om die verandering van hierdie spanningspiek Vcep te sien, die volgende figuur visualiseer die toetsgolfvorm progressief om die veranderingsproses te sien, veral in die sirkel getoon.
Wanneer ton die huidige Ic verander, in die Vce-dimensie om die verandering in eienskappe wat deur ton veroorsaak word, te sien.Die linker- en regtergrafieke toon die spanningspyle Vce_peak by verskillende strome Ic onder dieselfde Vce=800V en 1000V toestande onderskeidelik.uit die onderskeie toetsresultate het ton 'n relatief klein effek op die spanningspyle Vce_peak by klein strome;wanneer die afskakelstroom toeneem, is die nou pulsafskakeling geneig tot skielike veranderinge in stroom en veroorsaak dan hoë spanningspieke.Neem die linker- en regtergrafieke as koördinate vir vergelyking, ton het 'n groter impak op die afskakelproses wanneer Vce en stroom Ic hoër is, en is meer geneig om 'n skielike stroomverandering te hê.Van die toets om hierdie voorbeeld FF1000R17IE4 te sien, die minimum pols ton die mees redelike tyd nie minder nie as 3us.
Is daar 'n verskil tussen die werkverrigting van hoëstroommodules en laestroommodules oor hierdie kwessie?Neem FF450R12ME3 medium krag module as 'n voorbeeld, die volgende figuur toon die spanning oorskiet wanneer die ton verander vir verskillende toets strome Ic.
Soortgelyke resultate, die effek van ton op afskakelspanningoorskiet is weglaatbaar by lae stroomtoestande onder 1/10*Ic.Wanneer die stroom verhoog word tot die aangeslane stroom van 450A of selfs 2*Ic stroom van 900A, is die spanningsoorskiet met tonwydte baie duidelik.Om die werkverrigting van die kenmerke van die bedryfstoestande onder uiterste toestande te toets, 3 keer die nominale stroom van 1350A, het die spanningspyle die blokkeerspanning oorskry, wat op 'n sekere spanningsvlak in die skyfie ingebed is, onafhanklik van die tonwydte .
Die volgende figuur toon die vergelykingstoetsgolfvorms van ton=1us en 20us by Vce=700V en Ic=900A.Vanaf die werklike toets het die module-pulswydte by ton=1us begin ossilleer, en die spanningspiek Vcep is 80V hoër as ton=20us.Daarom word aanbeveel dat die minimum polstyd nie minder as 1us moet wees nie.
FWD smal pols aanskakel
In die halfbrugkring stem die IGBT-afskakelpuls-toff ooreen met die FWD-aanskakeltydton.Die figuur hieronder toon dat wanneer die FWD-aanskakeltyd minder as 2us is, die FWD-omgekeerde stroompiek sal toeneem teen die aangeslane stroom van 450A.Wanneer toff groter as 2us is, is die piek FWD omgekeerde herstelstroom basies onveranderd.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 om die eienskappe van hoëkragdiodes waar te neem, veral onder laestroomtoestande met tonveranderinge, die volgende ry toon die VR = 900V, 1200V toestande, in die klein stroom IF = 20A toestande van die direkte vergelyking van die twee golfvorms, is dit duidelik dat wanneer ton = 3us, die ossilloskoop nie die amplitude van hierdie hoëfrekwensie-ossillasie kon hou nie.Dit bewys ook dat die hoëfrekwensie-ossillasie van die lasstroom oor nulpunt in hoëkragtoesteltoepassings en die FWD-korttyd-omgekeerde herstelproses nou verwant is.
Nadat u na die intuïtiewe golfvorm gekyk het, gebruik die werklike data om hierdie proses verder te kwantifiseer en te vergelyk.dv/dt en di/dt van die diode wissel met toff, en hoe kleiner die FWD-geleidingstyd, hoe vinniger sal sy omgekeerde eienskappe word.Wanneer hoe hoër die VR aan beide kante van die FWD, soos die diodegeleidingspuls nouer word, sal sy diode-omgekeerde herstelspoed versnel word, spesifiek kyk na die data in ton = 3us toestande.
VR = 1200V wanneer.
dv/dt=44.3kV/us;di/dt=14kA/us.
By VR=900V.
dv/dt=32.1kV/us;di/dt=12.9kA/us.
Met die oog op ton=3us, is die golfvorm-hoëfrekwensie-ossillasie meer intens, en buite die diode-veilige werkarea, moet die aan-tyd nie minder as 3us wees vanuit die diode FWD-oogpunt nie.
In die spesifikasie van hoëspanning 3.3kV IGBT hierbo, is die FWD voorwaartse geleidingstydton duidelik gedefinieer en vereis, met 2400A/3.3kV HE3 as 'n voorbeeld, die minimum diodegeleidingstyd van 10us is duidelik as 'n limiet gegee, wat hoofsaaklik is omdat die stelsel kring dwaal induktansie in hoë-krag toepassings is relatief groot, die skakel tyd is relatief lank, en die verbygaande in die proses van toestel opening Dit is maklik om die maksimum toelaatbare diode kragverbruik PRQM oorskry.
Van die werklike toetsgolfvorms en resultate van die module, kyk na die grafieke en praat oor 'n paar basiese opsommings.
1. die impak van polswydte ton op IGBT afskakel klein stroom (ongeveer 1/10*Ic) is klein en kan eintlik geïgnoreer word.
2. die IGBT het 'n sekere afhanklikheid van polswydte ton wanneer hoë stroom afgeskakel word, hoe kleiner die ton hoe hoër is die spanningspiek V, en die afskakelstroom agtervolg sal skielik verander en hoëfrekwensie-ossillasie sal plaasvind.
3. Die FWD-eienskappe versnel die omgekeerde herstelproses soos die aantyd korter word, en hoe korter die FWD-aantyd sal groot dv/dt en di/dt veroorsaak, veral onder laestroomtoestande.Boonop kry hoëspanning-IGBT's 'n duidelike minimum diode-aanskakeltyd tonmin=10us.
Die werklike toetsgolfvorms in die vraestel het 'n mate van verwysing minimum tyd gegee om 'n rol te speel.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. vervaardig en voer sedert 2010 verskeie klein kies-en-plaas-masjiene uit. Deur voordeel te trek uit ons eie ryk ervare R&D, goed opgeleide produksie, wen NeoDen groot reputasie van die wêreldwye kliënte.
Met wêreldwye teenwoordigheid in meer as 130 lande, maak die uitstekende werkverrigting, hoë akkuraatheid en betroubaarheid van NeoDen PNP-masjiene hulle perfek vir R&D, professionele prototipering en klein tot medium bondelproduksie.Ons bied professionele oplossing van eenstop SBS-toerusting.
Voeg by:No.18, Tianzihu Laan, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Provinsie, China
Foon:86-571-26266266
Postyd: 24 Mei 2022