Ano ang Narrow Pulse Phenomenon
Bilang isang uri ng power switch, ang IGBT ay nangangailangan ng isang tiyak na oras ng reaksyon mula sa antas ng signal ng gate hanggang sa proseso ng paglipat ng device, kung paanong madaling pisilin ang kamay nang napakabilis sa buhay upang ilipat ang gate, masyadong maikli ang pagbubukas ng pulso ay maaaring magdulot ng masyadong mataas. mga spike ng boltahe o mga problema sa high frequency oscillation.Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari nang walang magawa paminsan-minsan habang ang IGBT ay hinihimok ng mga high-frequency na PWM modulated signal.Kung mas maliit ang duty cycle, mas madali itong mag-output ng mga makitid na pulso, at ang mga katangian ng reverse recovery ng IGBT anti-parallel renewal diode FWD ay nagiging mas mabilis sa panahon ng hard-switching renewal.Sa 1700V/1000A IGBT4 E4, ang pagtutukoy sa junction temperature Tvj.op = 150 ℃, ang switching time tdon = 0.6us, tr = 0.12us at tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, makitid pulse width ay hindi maaaring mas mababa kaysa sa kabuuan ng oras ng paglipat ng detalye.Sa pagsasagawa, dahil sa iba't ibang katangian ng pag-load tulad ng photovoltaic at pag-iimbak ng enerhiya nang labis kapag ang power factor na + / – 1, ang makitid na pulso ay lalabas malapit sa kasalukuyang zero point, tulad ng reactive power generator SVG, active filter APF power factor na 0, ang makitid na pulso ay lilitaw malapit sa pinakamataas na kasalukuyang pag-load, ang aktwal na aplikasyon ng kasalukuyang malapit sa zero point ay mas malamang na lumitaw sa output waveform na mataas na dalas ng oscillation, ang mga problema sa EMI ay kasunod.
Makitid na pulse phenomenon ng dahilan
Mula sa mga batayan ng semiconductor, ang pangunahing dahilan para sa makitid na kababalaghan ng pulso ay dahil sa ang IGBT o FWD ay nagsimulang mag-on, hindi agad napuno ng mga carrier, kapag kumalat ang carrier kapag isinara ang IGBT o diode chip, kumpara sa carrier nang ganap. napuno pagkatapos ng shutdown, maaaring tumaas ang di / dt.Ang katumbas na mas mataas na IGBT turn-off overvoltage ay bubuo sa ilalim ng commutation stray inductance, na maaari ring magdulot ng biglaang pagbabago sa diode reverse recovery current at sa gayon ay snap-off phenomenon.Gayunpaman, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay malapit na nauugnay sa teknolohiya ng IGBT at FWD chip, boltahe ng aparato at kasalukuyang.
Una, kailangan nating magsimula mula sa klasikong double pulse schematic, ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng switching logic ng IGBT gate drive boltahe, kasalukuyang at boltahe.Mula sa pagmamaneho logic ng IGBT, maaari itong nahahati sa makitid na pulso off time toff, na aktwal na tumutugma sa positibong conduction time tonelada ng diode FWD, na may malaking impluwensya sa reverse recovery peak current at recovery speed, tulad ng point A sa figure, ang pinakamataas na peak power ng reverse recovery ay hindi maaaring lumampas sa limitasyon ng FWD SOA;at makitid na pulso turn-on na oras tonelada, ito ay may isang medyo malaking epekto sa IGBT turn-off na proseso, tulad ng point B sa figure, higit sa lahat ang IGBT turn-off boltahe spike at kasalukuyang trailing oscillations.
Ngunit masyadong makitid pulse device turn-on turn-off ay magiging sanhi ng anong mga problema?Sa pagsasagawa, ano ang pinakamababang limitasyon sa lapad ng pulso na makatwiran?Ang mga problemang ito ay mahirap makuha ang mga unibersal na pormula upang direktang kalkulahin gamit ang mga teorya at pormula, ang teoretikal na pagsusuri at pananaliksik ay medyo maliit din.Mula sa aktwal na pagsubok waveform at mga resulta upang makita ang graph upang magsalita, pagsusuri at buod ng mga katangian at commonalities ng application, mas kaaya-aya upang matulungan kang maunawaan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, at pagkatapos ay i-optimize ang disenyo upang maiwasan ang mga problema.
IGBT narrow pulse turn-on
IGBT bilang isang aktibong switch, gamit ang aktwal na mga kaso upang makita ang graph upang magsalita ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay mas kapani-paniwala, upang magkaroon ng ilang materyal na tuyong kalakal.
Gamit ang high-power module na IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 bilang test object, ang mga katangian ng pag-turn-off ng device kapag nagbabago ang tonelada sa ilalim ng mga kondisyon ng Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25 ℃, pula ang collector Ic, asul ang boltahe sa magkabilang dulo ng IGBT Vce, berde ang drive voltage Vge.Vge.Ang pulse ton ay bumababa mula 2us hanggang 1.3us upang makita ang pagbabago ng boltahe na spike na ito na Vcep, ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng pagsubok na waveform nang progresibo upang makita ang proseso ng pagbabago, lalo na ang ipinapakita sa bilog.
Kapag binago ng tonelada ang kasalukuyang Ic, sa dimensyon ng Vce upang makita ang pagbabago sa mga katangian na dulot ng tonelada.Ang kaliwa at kanang mga graph ay nagpapakita ng mga spike ng boltahe na Vce_peak sa magkaibang mga alon Ic sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng Vce=800V at 1000V ayon sa pagkakabanggit.mula sa kani-kanilang mga resulta ng pagsubok, tonelada ay may isang medyo maliit na epekto sa boltahe spike Vce_peak sa maliit na alon;kapag tumaas ang kasalukuyang turn-off, ang makitid na turn-off ng pulso ay madaling kapitan ng mga biglaang pagbabago sa kasalukuyang at kasunod na nagiging sanhi ng mataas na boltahe na spike.Ang pagkuha sa kaliwa at kanang mga graph bilang mga coordinate para sa paghahambing, ang tonelada ay may mas malaking epekto sa proseso ng pagsasara kapag ang Vce at kasalukuyang Ic ay mas mataas, at mas malamang na magkaroon ng biglaang kasalukuyang pagbabago.Mula sa pagsubok upang makita ang halimbawang ito FF1000R17IE4, ang pinakamababang pulso tonelada ang pinaka-makatwirang oras na hindi bababa sa 3us.
Mayroon bang pagkakaiba sa pagitan ng pagganap ng mataas na kasalukuyang mga module at mababang kasalukuyang mga module sa isyung ito?Kunin ang FF450R12ME3 medium power module bilang isang halimbawa, ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng boltahe overshoot kapag ang tonelada ay nagbabago para sa iba't ibang pagsubok na alon Ic.
Katulad na mga resulta, ang epekto ng tonelada sa turn-off na overshoot ng boltahe ay bale-wala sa mababang kasalukuyang kondisyon sa ibaba 1/10*Ic.Kapag ang kasalukuyang ay nadagdagan sa rated kasalukuyang ng 450A o kahit na 2*IC kasalukuyang ng 900A, ang boltahe overshoot na may tonelada lapad ay masyadong halata.Upang masubukan ang pagganap ng mga katangian ng mga kondisyon ng operating sa ilalim ng matinding mga kondisyon, 3 beses ang rate na kasalukuyang ng 1350A, ang mga spike ng boltahe ay lumampas sa boltahe ng pagharang, na naka-embed sa chip sa isang tiyak na antas ng boltahe, na independiyente sa lapad ng tonelada .
Ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng paghahambing ng pagsubok waveforms ng ton=1us at 20us sa Vce=700V at Ic=900A.Mula sa aktwal na pagsubok, ang lapad ng pulso ng module sa tonelada=1us ay nagsimulang mag-oscillate, at ang boltahe na spike na Vcep ay 80V na mas mataas kaysa tonelada=20us.Samakatuwid, inirerekomenda na ang pinakamababang oras ng pulso ay hindi dapat mas mababa sa 1us.
FWD narrow pulse turn-on
Sa half-bridge circuit, ang IGBT turn-off pulse toff ay tumutugma sa FWD turn-on time ton.Ang figure sa ibaba ay nagpapakita na kapag ang FWD turn-on time ay mas mababa sa 2us, ang FWD reverse current peak ay tataas sa rated current na 450A.Kapag ang toff ay higit sa 2us, ang peak FWD reverse recovery current ay karaniwang hindi nagbabago.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 upang obserbahan ang mga katangian ng mga high-power diode, lalo na sa ilalim ng mababang kasalukuyang mga kondisyon na may mga pagbabago sa tonelada, ang sumusunod na hilera ay nagpapakita ng VR = 900V, 1200V na mga kondisyon, sa maliit na kasalukuyang IF = 20A na kondisyon ng direktang paghahambing sa dalawang waveform, malinaw na kapag tonelada = 3us, hindi napigilan ng oscilloscope ang amplitude ng high frequency oscillation na ito.Ito rin ay nagpapatunay na ang mataas na dalas na oscillation ng load current na higit sa zero point sa high-power na mga application ng device at ang FWD short-time na reverse recovery na proseso ay malapit na nauugnay.
Pagkatapos tingnan ang intuitive waveform, gamitin ang aktwal na data upang higit pang mabilang at ihambing ang prosesong ito.Ang dv/dt at di/dt ng diode ay nag-iiba sa toff, at mas maliit ang oras ng pagpapadaloy ng FWD, mas magiging mabilis ang mga reverse na katangian nito.Kapag mas mataas ang VR sa magkabilang dulo ng FWD, habang ang diode conduction pulse ay nagiging mas makitid, ang diode reverse recovery speed nito ay mapapabilis, partikular na ang pagtingin sa data sa ton = 3us na mga kondisyon.
VR = 1200V kapag.
dv/dt=44.3kV/us;di/dt=14kA/amin.
Sa VR=900V.
dv/dt=32.1kV/us;di/dt=12.9kA/us.
Sa view ng ton=3us, ang waveform na high-frequency oscillation ay mas matindi, at lampas sa diode safe working area, ang on-time ay hindi dapat mas mababa sa 3us mula sa diode FWD point of view.
Sa pagtutukoy ng mataas na boltahe na 3.3kV IGBT sa itaas, ang FWD forward conduction time ton ay malinaw na tinukoy at kinakailangan, na kumukuha ng 2400A/3.3kV HE3 bilang halimbawa, ang minimum na diode conduction time na 10us ay malinaw na ibinigay bilang limitasyon, na higit sa lahat ay dahil ang system circuit stray inductance sa mga high-power na application ay medyo malaki, ang oras ng paglipat ay medyo mahaba, at ang lumilipas sa proseso ng pagbubukas ng device Madaling lumampas sa maximum na pinapayagang diode power consumption PRQM.
Mula sa aktwal na mga waveform ng pagsubok at mga resulta ng module, tingnan ang mga graph at pag-usapan ang ilang pangunahing mga buod.
1. ang epekto ng pulse width ton sa IGBT turn off small current (tungkol sa 1/10*Ic) ay maliit at maaari talagang balewalain.
2. Ang IGBT ay may isang tiyak na pag-asa sa lapad ng pulso tonelada kapag pinapatay ang mataas na kasalukuyang, ang mas maliit na tonelada ay mas mataas ang boltahe spike V, at ang turn-off na kasalukuyang trailing ay biglang magbabago at ang mataas na frequency oscillation ay magaganap.
3. Ang mga katangian ng FWD ay nagpapabilis sa reverse recovery na proseso habang ang on-time ay nagiging mas maikli, at ang mas maikli sa FWD on-time ay magdudulot ng malaking dv/dt at di/dt, lalo na sa ilalim ng mababang kasalukuyang mga kondisyon.Bilang karagdagan, ang mga high-voltage na IGBT ay binibigyan ng malinaw na minimum na diode turn-on time tonmin=10us.
Ang aktwal na mga waveform ng pagsubok sa papel ay nagbigay ng ilang reference na minimum na oras upang maglaro ng isang papel.
Ang Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. ay gumagawa at nag-e-export ng iba't ibang maliliit na pick and place machine mula noong 2010. Sinasamantala ang sarili naming mayamang karanasan sa R&D, mahusay na sinanay na produksyon, nanalo ang NeoDen ng mahusay na reputasyon mula sa mga customer sa buong mundo.
Sa pandaigdigang presensya sa mahigit 130 bansa, ang mahusay na pagganap, mataas na katumpakan at pagiging maaasahan ng mga NeoDen PNP machine ay ginagawa itong perpekto para sa R&D, propesyonal na prototyping at maliit hanggang katamtamang batch na produksyon.Nagbibigay kami ng propesyonal na solusyon ng one stop SMT equipment.
Idagdag:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, China
Telepono:86-571-26266266
Oras ng post: Mayo-24-2022