Hva er Narrow Pulse Phenomenon
Som en slags strømbryter trenger IGBT en viss reaksjonstid fra portnivåsignalet til enhetens bytteprosess, akkurat som det er lett å klemme hånden for fort i livet for å bytte porten, for kort åpningspuls kan føre til for høy spenningstopper eller høyfrekvente oscillasjonsproblemer.Dette fenomenet oppstår hjelpeløst fra tid til annen ettersom IGBT drives av høyfrekvente PWM-modulerte signaler.Jo mindre driftssyklusen er, desto lettere er det å sende ut smale pulser, og de reverserte gjenopprettingsegenskapene til IGBT antiparallell fornyelsesdiode FWD blir raskere under hard-switching fornyelse.Til 1700V/1000A IGBT4 E4, spesifikasjonen i krysstemperaturen Tvj.op = 150 ℃, koblingstiden tdon = 0.6us, tr = 0.12us og tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, smal puls kan ikke være mindre. enn summen av spesifikasjonskoblingstiden.I praksis, på grunn av de forskjellige belastningskarakteristikkene som solceller og energilagring overveldende når effektfaktoren på + / – 1, vil den smale pulsen vises nær det nåværende nullpunktet, som reaktiv kraftgenerator SVG, aktiv filter APF effektfaktor på 0, den smale pulsen vil vises nær den maksimale belastningsstrømmen, den faktiske påføringen av strømmen nær nullpunktet er mer sannsynlig å vises på utgangsbølgeformen høyfrekvent oscillasjon, EMI-problemer oppstår.
Smal puls fenomen av årsaken
Fra halvledergrunnlaget er hovedårsaken til det smale pulsfenomenet på grunn av at IGBT eller FWD nettopp begynte å slå seg på, ikke umiddelbart fylt med bærere, da bæreren spredte seg når IGBT- eller diodebrikken ble stengt, sammenlignet med bæreren helt. fylt etter avstengning, di / dt kan øke.Den tilsvarende høyere IGBT-avstengingsoverspenningen vil genereres under kommuteringsstrøinduktansen, som også kan forårsake en plutselig endring i diode-reverseringsstrøm og dermed snap-off-fenomen.Imidlertid er dette fenomenet nært knyttet til IGBT- og FWD-brikketeknologi, enhetsspenning og strøm.
Først må vi starte fra det klassiske dobbeltpulsskjemaet, den følgende figuren viser svitsjelogikken til IGBT-portdrivspenning, strøm og spenning.Fra drivlogikken til IGBT kan den deles inn i smal puls-av-tid toff, som faktisk tilsvarer den positive ledningstiden tonn av diode FWD, som har stor innflytelse på den omvendte gjenvinningstoppstrømmen og gjenopprettingshastigheten, for eksempel punkt A i figuren kan den maksimale toppeffekten for omvendt utvinning ikke overskride grensen for FWD SOA;og smal pulsstarttid tonn, har dette en relativt stor innvirkning på IGBT-skruingsprosessen, slik som punkt B i figuren, hovedsakelig IGBT-avstengingsspenningene og strømsvingninger.
Men for smal puls enhet turn-on turn-off vil forårsake hvilke problemer?I praksis, hva er minimumsgrensen for pulsbredde som er rimelig?Disse problemene er vanskelige å utlede universelle formler for å direkte beregne med teorier og formler, teoretisk analyse og forskning er også relativt liten.Fra den faktiske testen bølgeform og resultater for å se grafen for å snakke, analyse og oppsummering av egenskapene og fellestrekkene til programmet, mer bidrar til å hjelpe deg å forstå dette fenomenet, og deretter optimalisere designet for å unngå problemer.
IGBT smal puls på
IGBT som en aktiv bryter, å bruke faktiske tilfeller for å se grafen for å snakke om dette fenomenet er mer overbevisende, å ha noen materielle tørrvarer.
Ved å bruke høyeffektmodulen IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 som testobjekt, slår enheten av karakteristikkene når tonnet endres under forholdene Vce=800V, Ic=500A, Rg=1,7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25℃, rød er kollektoren Ic, blå er spenningen i begge ender av IGBT Vce, grønn er drivspenningen Vge.Vge.pulstonn reduseres fra 2us til 1,3us for å se endringen av denne spenningspiken Vcep, følgende figur visualiserer testbølgeformen progressivt for å se endringsprosessen, spesielt vist i sirkelen.
Når tonn endrer gjeldende Ic, i Vce-dimensjonen for å se endringen i egenskaper forårsaket av tonn.De venstre og høyre grafene viser spenningstoppene Vce_peak ved forskjellige strømmer Ic under de samme Vce=800V og 1000V-forholdene henholdsvis.fra de respektive testresultatene har tonn en relativt liten effekt på spenningsspikene Vce_peak ved små strømmer;når avstengingsstrømmen øker, er den smale pulsutkoblingen utsatt for plutselige endringer i strømmen og forårsaker deretter høye spenningstopper.Ved å ta venstre og høyre grafer som koordinater for sammenligning, har tonn større innvirkning på avstengningsprosessen når Vce og strøm Ic er høyere, og det er mer sannsynlig at det har en plutselig strømendring.Fra testen for å se dette eksemplet FF1000R17IE4, minimum puls ton mest rimelig tid ikke mindre enn 3us.
Er det en forskjell mellom ytelsen til høystrømsmoduler og svakstrømsmoduler på dette problemet?Ta FF450R12ME3 medium effektmodul som et eksempel, følgende figur viser spenningsoverskridelsen når tonnet endres for forskjellige teststrømmer Ic.
Lignende resultater, effekten av tonn på oversvingingsspenning er ubetydelig ved lave strømforhold under 1/10*Ic.Når strømmen økes til nominell strøm på 450A eller til og med 2*Ic-strøm på 900A, er spenningsoverskridelsen med tonnbredde veldig tydelig.For å teste ytelsen til egenskapene til driftsforholdene under ekstreme forhold, 3 ganger merkestrømmen på 1350A, har spenningstoppene overskredet blokkeringsspenningen, og er innebygd i brikken på et visst spenningsnivå, uavhengig av tonnbredden .
Følgende figur viser sammenligningstestbølgeformene for tonn=1us og 20us ved Vce=700V og Ic=900A.Fra selve testen har modulpulsbredden ved ton=1us begynt å svinge, og spenningspiken Vcep er 80V høyere enn ton=20us.Derfor anbefales det at minimumspulstiden ikke er mindre enn 1us.
FWD smal puls på
I halvbrokretsen tilsvarer IGBT-stengingspulsen toff til FWD-starttidstonn.Figuren nedenfor viser at når FWD-starttiden er mindre enn 2us, vil FWD-reversstrømtoppen øke ved merkestrømmen på 450A.Når toff er større enn 2us, er topp FWD reverseringsstrømmen i utgangspunktet uendret.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 for å observere egenskapene til høyeffektsdioder, spesielt under lavstrømsforhold med tonnendringer, viser den følgende raden VR = 900V, 1200V-forholdene, i den lille strømmen IF = 20A-forholdene i den direkte sammenligningen av de to bølgeformene er det klart at når tonn = 3us, har oscilloskopet ikke vært i stand til å holde amplituden til denne høyfrekvente oscillasjonen.Dette beviser også at den høyfrekvente oscillasjonen av laststrømmen over nullpunktet i applikasjoner med høy effekt og FWD-korttidsreverseringsprosessen er nært beslektet.
Etter å ha sett på den intuitive bølgeformen, bruk de faktiske dataene til å kvantifisere og sammenligne denne prosessen ytterligere.dv/dt og di/dt til dioden varierer med toff, og jo mindre FWD-ledningstiden er, desto raskere vil dens reversegenskaper bli.Når jo høyere VR er i begge ender av FWD, ettersom diodeledningspulsen blir smalere, vil dens reverseringshastighet for diode bli akselerert, spesielt ved å se på dataene i tonn = 3us forhold.
VR = 1200V når.
dv/dt=44,3kV/us;di/dt=14kA/us.
Ved VR=900V.
dv/dt=32,1kV/us;di/dt=12,9kA/us.
Med tanke på ton=3us, er bølgeformens høyfrekvente oscillasjon mer intens, og utenfor det diodesikre arbeidsområdet, bør på-tiden ikke være mindre enn 3us fra diode FWD-synspunkt.
I spesifikasjonen for høyspent 3,3 kV IGBT ovenfor, er fremføringstid for FWD foroverledningstiden tydelig definert og nødvendig, med 2400A/3,3kV HE3 som et eksempel, minimum diodeledningstid på 10us er tydelig gitt som en grense, som hovedsakelig er fordi systemkretsens strøinduktans i høyeffektapplikasjoner er relativt stor, svitsjingstiden er relativt lang, og transienten i prosessen med åpning av enheten Det er lett å overskride det maksimalt tillatte diodestrømforbruket PRQM.
Fra de faktiske testbølgeformene og resultatene av modulen, se på grafene og snakk om noen grunnleggende sammendrag.
1. virkningen av pulsbredde tonn på IGBT slå av liten strøm (ca. 1/10*Ic) er liten og kan faktisk ignoreres.
2. IGBT har en viss avhengighet av pulsbredde tonn når du slår av høy strøm, jo mindre tonn jo høyere spenningsspike V, og avstengingsstrømmen vil endres brått og høyfrekvente oscillasjoner vil oppstå.
3. FWD-karakteristikkene akselererer den omvendte gjenopprettingsprosessen ettersom på-tiden blir kortere, og jo kortere FWD-på-tiden vil forårsake store dv/dt og di/dt, spesielt under forhold med lav strøm.I tillegg gis høyspente IGBT-er en klar minimum diodestarttid tonmin=10us.
De faktiske testbølgeformene i papiret har gitt en viss referanseminimumstid til å spille en rolle.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. har produsert og eksportert forskjellige små plukke- og plassermaskiner siden 2010. Ved å dra nytte av vår egen rike erfarne FoU, godt trent produksjon, vinner NeoDen et godt rykte fra kunder over hele verden.
Med global tilstedeværelse i over 130 land, gjør den utmerkede ytelsen, høye nøyaktigheten og påliteligheten til NeoDen PNP-maskiner dem perfekte for FoU, profesjonell prototyping og små til middels batchproduksjon.Vi tilbyr profesjonell løsning av one-stop SMT-utstyr.
Legg til:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang-provinsen, Kina
Telefon:86-571-26266266
Innleggstid: 24. mai 2022