IGBT अरुंद पल्स इंद्रियगोचर स्पष्ट केले

अरुंद पल्स इंद्रियगोचर म्हणजे काय

एक प्रकारचा पॉवर स्विच म्हणून, IGBT ला गेट लेव्हल सिग्नलपासून ते डिव्हाइस स्विचिंग प्रक्रियेपर्यंत एक विशिष्ट प्रतिक्रिया वेळ आवश्यक आहे, ज्याप्रमाणे गेट स्विच करण्यासाठी आयुष्यात खूप वेगाने हात पिळणे सोपे आहे, खूप लहान उघडण्याची नाडी खूप जास्त होऊ शकते. व्होल्टेज स्पाइक्स किंवा उच्च वारंवारता दोलन समस्या.ही घटना वेळोवेळी असहायपणे घडते कारण IGBT उच्च-फ्रिक्वेंसी PWM मोड्यूलेटेड सिग्नलद्वारे चालविले जाते.कर्तव्य चक्र जितके लहान असेल तितके अरुंद डाळींचे उत्पादन करणे सोपे आहे आणि हार्ड-स्विचिंग नूतनीकरणादरम्यान IGBT अँटी-पॅरलल रिन्यूअल डायोड FWD ची रिव्हर्स रिकव्हरी वैशिष्ट्ये जलद होतात.1700V/1000A IGBT4 E4 साठी, जंक्शन तापमान Tvj.op = 150 ℃ मधील तपशील, स्विचिंग टाइम tdon = 0.6us, tr = 0.12us आणि tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, अरुंद पल्स रुंदी कमी असू शकत नाही स्पेसिफिकेशन स्विचिंग वेळेच्या बेरीजपेक्षा.सराव मध्ये, फोटोव्होल्टेइक आणि उर्जा साठवण यासारख्या भिन्न भार वैशिष्ट्यांमुळे जेव्हा +/– 1 चा पॉवर फॅक्टर असतो, तेव्हा अरुंद नाडी वर्तमान शून्य बिंदूजवळ दिसून येईल, जसे की प्रतिक्रियाशील पॉवर जनरेटर SVG, सक्रिय फिल्टर APF पॉवर फॅक्टर 0, जास्तीत जास्त लोड करंटच्या जवळ अरुंद नाडी दिसून येईल, शून्य बिंदूजवळ विद्युत् प्रवाहाचा वास्तविक वापर आउटपुट वेव्हफॉर्म उच्च-फ्रिक्वेंसी ऑसिलेशनवर दिसण्याची अधिक शक्यता असते, EMI समस्या उद्भवतात.

कारणाची संकीर्ण नाडी घटना

अर्धसंवाहक मूलभूत गोष्टींवरून, अरुंद नाडीच्या घटनेचे मुख्य कारण म्हणजे आयजीबीटी किंवा एफडब्ल्यूडी नुकतेच चालू होण्यास सुरुवात झाली आहे, लगेचच वाहकांनी भरलेली नाही, जेव्हा वाहक पूर्णपणे वाहकांच्या तुलनेत IGBT किंवा डायोड चिप बंद करताना वाहक पसरतो. शटडाउन नंतर भरले, di/dt वाढू शकते.कम्युटेशन स्ट्रे इंडक्टन्स अंतर्गत संबंधित उच्च IGBT टर्न-ऑफ ओव्हरव्होल्टेज तयार केले जाईल, ज्यामुळे डायोड रिव्हर्स रिकव्हरी करंटमध्ये अचानक बदल होऊ शकतो आणि त्यामुळे स्नॅप-ऑफ घटना घडू शकते.तथापि, ही घटना IGBT आणि FWD चिप तंत्रज्ञान, डिव्हाइस व्होल्टेज आणि वर्तमान यांच्याशी जवळून संबंधित आहे.

प्रथम, आपल्याला क्लासिक डबल पल्स स्कीमॅटिकपासून सुरुवात करावी लागेल, खालील आकृती IGBT गेट ड्राइव्ह व्होल्टेज, करंट आणि व्होल्टेजचे स्विचिंग लॉजिक दर्शवते.IGBT च्या ड्रायव्हिंग लॉजिकवरून, ते अरुंद पल्स ऑफ टाइम टॉफमध्ये विभागले जाऊ शकते, जे प्रत्यक्षात डायोड FWD च्या सकारात्मक वहन टाइम टनशी संबंधित आहे, ज्याचा रिव्हर्स रिकव्हरी पीक करंट आणि रिकव्हरी स्पीडवर मोठा प्रभाव आहे, जसे की पॉइंट A. आकृतीमध्ये, रिव्हर्स रिकव्हरीची कमाल पीक पॉवर FWD SOA च्या मर्यादेपेक्षा जास्त असू शकत नाही;आणि अरुंद पल्स टर्न-ऑन टाइम टन, याचा IGBT टर्न-ऑफ प्रक्रियेवर तुलनेने मोठा प्रभाव पडतो, जसे की आकृतीमधील बिंदू B, प्रामुख्याने IGBT टर्न-ऑफ व्होल्टेज स्पाइक्स आणि वर्तमान ट्रेलिंग ऑसिलेशन्स.

परंतु खूप अरुंद पल्स डिव्हाइस चालू-ऑन टर्न-ऑफमुळे काय समस्या निर्माण होतील?व्यवहारात, किमान पल्स रुंदीची मर्यादा वाजवी आहे?या समस्या थेट सिद्धांत आणि सूत्रांसह गणना करण्यासाठी सार्वत्रिक सूत्रे मिळवणे कठीण आहे, सैद्धांतिक विश्लेषण आणि संशोधन देखील तुलनेने लहान आहे.वास्तविक चाचणी वेव्हफॉर्म आणि परिणामांपासून बोलण्यासाठी आलेख पाहण्यासाठी, ऍप्लिकेशनची वैशिष्ट्ये आणि समानता यांचे विश्लेषण आणि सारांश, ही घटना समजून घेण्यास मदत करण्यासाठी अधिक अनुकूल आणि नंतर समस्या टाळण्यासाठी डिझाइन ऑप्टिमाइझ करा.

IGBT अरुंद पल्स टर्न-ऑन

IGBT सक्रिय स्विच म्हणून, वास्तविक प्रकरणे वापरून आलेख पाहण्यासाठी या इंद्रियगोचरबद्दल बोलणे अधिक खात्रीशीर आहे, काही सामग्री कोरड्या वस्तू असणे.

हाय-पॉवर मॉड्यूल IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 चा चाचणी ऑब्जेक्ट म्हणून वापर करून, Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= च्या परिस्थितीत टन बदलते तेव्हा डिव्हाइस बंद-ऑफ वैशिष्ट्ये. 25℃, लाल हा कलेक्टर Ic आहे, IGBT Vce च्या दोन्ही टोकांना निळा हा व्होल्टेज आहे, हिरवा हा ड्राइव्ह व्होल्टेज Vge आहे.Vge.या व्होल्टेज स्पाइक Vcep चे बदल पाहण्यासाठी पल्स टन 2us वरून 1.3us पर्यंत कमी होतो, खालील आकृती बदलाची प्रक्रिया पाहण्यासाठी चाचणी वेव्हफॉर्म क्रमशः दृश्यमान करते, विशेषत: वर्तुळात दर्शविली जाते.

जेव्हा टन वर्तमान Ic बदलते, तेव्हा Vce परिमाणात टनमुळे होणार्‍या वैशिष्ट्यांमधील बदल पाहण्यासाठी.डावे आणि उजवे आलेख अनुक्रमे समान Vce=800V आणि 1000V परिस्थितीत वेगवेगळ्या Ic वर व्होल्टेज स्पाइक्स Vce_peak दाखवतात.संबंधित चाचणी परिणामांवरून, लहान प्रवाहांवर व्होल्टेज स्पाइक्स Vce_peak वर टनचा तुलनेने कमी परिणाम होतो;जेव्हा टर्न-ऑफ करंट वाढतो, तेव्हा अरुंद पल्स टर्न-ऑफ करंटमध्ये अचानक बदल होण्याची शक्यता असते आणि त्यानंतर उच्च व्होल्टेज स्पाइकस कारणीभूत ठरते.डावे आणि उजवे आलेख तुलनेसाठी निर्देशांक म्हणून घेतल्यास, Vce आणि वर्तमान Ic जास्त असताना शटडाउन प्रक्रियेवर टनचा जास्त प्रभाव पडतो आणि अचानक चालू बदल होण्याची शक्यता जास्त असते.चाचणी पासून हे उदाहरण FF1000R17IE4 पाहण्यासाठी, किमान नाडी टन सर्वात वाजवी वेळ 3us पेक्षा कमी नाही.

या समस्येवर उच्च वर्तमान मॉड्यूल्स आणि कमी वर्तमान मॉड्यूल्सच्या कामगिरीमध्ये फरक आहे का?उदाहरण म्हणून FF450R12ME3 मध्यम पॉवर मॉड्यूल घ्या, खालील आकृती वेगवेगळ्या चाचणी प्रवाह Ic साठी टन बदलते तेव्हा व्होल्टेज ओव्हरशूट दर्शवते.

तत्सम परिणाम, टर्न-ऑफ व्होल्टेज ओव्हरशूटवरील टनचा प्रभाव 1/10*Ic पेक्षा कमी चालू स्थितीत नगण्य आहे.जेव्हा प्रवाह 450A च्या रेट केलेल्या प्रवाहापर्यंत किंवा 900A च्या 2*Ic प्रवाहापर्यंत वाढवला जातो, तेव्हा टन रुंदीसह व्होल्टेज ओव्हरशूट अगदी स्पष्ट आहे.1350A च्या रेट केलेल्या विद्युत् प्रवाहाच्या 3 पटीने, 1350A च्या रेट केलेल्या कार्यप्रणालीच्या वैशिष्ट्यांच्या कामगिरीची चाचणी घेण्यासाठी, टन रुंदीपेक्षा स्वतंत्र, विशिष्ट व्होल्टेज स्तरावर चिपमध्ये एम्बेड केलेले व्होल्टेज स्पाइक्स ब्लॉकिंग व्होल्टेजपेक्षा जास्त झाले आहेत. .

खालील आकृती Vce=700V आणि Ic=900A वर ton=1us आणि 20us चे तुलना चाचणी वेव्हफॉर्म दाखवते.वास्तविक चाचणीपासून, ton=1us वरील मॉड्यूल पल्स रुंदी दोलायमान होऊ लागली आहे आणि व्होल्टेज स्पाइक Vcep ton=20us पेक्षा 80V जास्त आहे.म्हणून, किमान पल्स वेळ 1us पेक्षा कमी नसावा अशी शिफारस केली जाते.

FWD अरुंद पल्स टर्न-ऑन

हाफ-ब्रिज सर्किटमध्ये, IGBT टर्न-ऑफ पल्स टॉफ FWD टर्न-ऑन टाइम टनशी संबंधित आहे.खालील आकृती दर्शविते की जेव्हा FWD टर्न-ऑन वेळ 2us पेक्षा कमी असेल, तेव्हा FWD रिव्हर्स करंट पीक 450A च्या रेट करंटवर वाढेल.जेव्हा टॉफ 2us पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा पीक FWD रिव्हर्स रिकव्हरी करंट मुळात अपरिवर्तित असतो.

IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 उच्च-पॉवर डायोडच्या वैशिष्ट्यांचे निरीक्षण करण्यासाठी, विशेषत: कमी-वर्तमान परिस्थितीत टन बदलांसह, खालील पंक्ती VR = 900V, 1200V परिस्थिती दर्शवते, थेट तुलनाच्या लहान वर्तमान IF = 20A परिस्थितींमध्ये दोन वेव्हफॉर्म्सपैकी, हे स्पष्ट आहे की जेव्हा टन = 3us, तेव्हा ऑसिलोस्कोप या उच्च वारंवारता दोलनाचा मोठेपणा धारण करण्यास अक्षम आहे.हे हे देखील सिद्ध करते की उच्च-पॉवर डिव्हाइस ऍप्लिकेशन्समधील शून्य बिंदूवर लोड करंटचे उच्च-वारंवारता दोलन आणि FWD शॉर्ट-टाइम रिव्हर्स रिकव्हरी प्रक्रिया यांचा जवळचा संबंध आहे.

अंतर्ज्ञानी वेव्हफॉर्म पाहिल्यानंतर, या प्रक्रियेची आणखी परिमाण आणि तुलना करण्यासाठी वास्तविक डेटा वापरा.डायोडचे dv/dt आणि di/dt टॉफसह बदलतात आणि FWD वहन वेळ जितका लहान असेल तितकी त्याची उलट वैशिष्ट्ये जलद होतील.जेव्हा FWD च्या दोन्ही टोकांवर VR जास्त असेल, डायोड वहन नाडी जसजशी संकुचित होईल, तेव्हा त्याचा डायोड रिव्हर्स रिकव्हरी वेग वाढेल, विशेषत: टन = 3us स्थितीत डेटा पाहता.

VR = 1200V जेव्हा.

dv/dt=44.3kV/us;di/dt=14kA/us.

VR=900V वर.

dv/dt=32.1kV/us;di/dt=12.9kA/us.

ton=3us च्या दृष्टीकोनातून, तरंग उच्च-वारंवारता दोलन अधिक तीव्र आहे, आणि डायोड सुरक्षित कार्यक्षेत्राच्या पलीकडे, डायोड FWD दृष्टिकोनातून ऑन-टाइम 3us पेक्षा कमी नसावा.

वरील हाय-व्होल्टेज 3.3kV IGBT च्या स्पेसिफिकेशनमध्ये, FWD फॉरवर्ड कंडक्शन टाइम टन स्पष्टपणे परिभाषित केले गेले आहे आणि आवश्यक आहे, उदाहरण म्हणून 2400A/3.3kV HE3 घेऊन, 10us ची किमान डायोड वहन वेळ स्पष्टपणे एक मर्यादा म्हणून दिली आहे, ज्याचे मुख्य कारण म्हणजे हाय-पॉवर ऍप्लिकेशन्समधील सिस्टम सर्किट स्ट्रे इंडक्टन्स तुलनेने मोठे आहे, स्विचिंग वेळ तुलनेने मोठा आहे, आणि डिव्हाइस उघडण्याच्या प्रक्रियेत क्षणिक आहे जास्तीत जास्त स्वीकार्य डायोड वीज वापर PRQM ओलांडणे सोपे आहे.

मॉड्यूलच्या वास्तविक चाचणी वेव्हफॉर्म्स आणि परिणामांमधून, आलेख पहा आणि काही मूलभूत सारांशांबद्दल बोला.

1. IGBT वर पल्स रुंदी टनचा प्रभाव लहान करंट बंद करतो (सुमारे 1/10*Ic) लहान आहे आणि प्रत्यक्षात दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.

2. उच्च प्रवाह बंद करताना IGBT चे पल्स रुंदीच्या टनवर विशिष्ट अवलंबित्व असते, टन जितका लहान असेल तितका व्होल्टेज स्पाइक V जास्त असेल आणि टर्न-ऑफ करंट ट्रेलिंग अचानक बदलेल आणि उच्च वारंवारता दोलन होईल.

3. FWD वैशिष्ट्ये रिव्हर्स रिकव्हरी प्रक्रियेला गती देतात कारण ऑन-टाइम कमी होतो आणि FWD ऑन-टाइम जितका कमी होतो तितका मोठा dv/dt आणि di/dt होतो, विशेषत: कमी-वर्तमान परिस्थितीत.याव्यतिरिक्त, उच्च-व्होल्टेज IGBTs ला स्पष्ट किमान डायोड टर्न-ऑन टाइम tonmin=10us दिला जातो.

पेपरमधील वास्तविक चाचणी वेव्हफॉर्म्सने भूमिका बजावण्यासाठी काही संदर्भ किमान वेळ दिला आहे.

Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. 2010 पासून विविध लहान पिक अँड प्लेस मशीनचे उत्पादन आणि निर्यात करत आहे. आमच्या स्वत:च्या समृद्ध अनुभवी R&D, उत्तम प्रशिक्षित उत्पादनाचा फायदा घेऊन, निओडेनने जगभरातील ग्राहकांकडून मोठी प्रतिष्ठा मिळवली आहे.

130 हून अधिक देशांमध्ये जागतिक उपस्थितीसह, NeoDen PNP मशीनची उत्कृष्ट कामगिरी, उच्च अचूकता आणि विश्वासार्हता त्यांना R&D, व्यावसायिक प्रोटोटाइपिंग आणि लहान ते मध्यम बॅच उत्पादनासाठी परिपूर्ण बनवते.आम्ही वन स्टॉप एसएमटी उपकरणांचे व्यावसायिक समाधान प्रदान करतो.

जोडा:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, China

फोन:86-571-26266266