Hvad er Narrow Pulse Phenomenon
Som en slags strømafbryder har IGBT brug for en vis reaktionstid fra portniveausignalet til enhedsskifteprocessen, ligesom det er nemt at klemme hånden for hurtigt i livet for at skifte porten, for kort åbningsimpuls kan forårsage for høj spændingsspidser eller højfrekvente oscillationsproblemer.Dette fænomen opstår hjælpeløst fra tid til anden, da IGBT er drevet af højfrekvente PWM-modulerede signaler.Jo mindre duty cycle er, desto lettere er det at udsende smalle impulser, og de omvendte gendannelsesegenskaber for IGBT anti-parallel fornyelsesdiode FWD bliver hurtigere under hard-switching fornyelse.Til 1700V/1000A IGBT4 E4, specifikationen i krydstemperaturen Tvj.op = 150 ℃, koblingstiden tdon = 0.6us, tr = 0.12us og tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, smal puls kan ikke være mindre. end summen af specifikationens skiftetid.I praksis, på grund af de forskellige belastningskarakteristika som fotovoltaik og energilagring overvældende, når effektfaktoren på + / – 1, vil den smalle puls vises nær det nuværende nulpunkt, som reaktiv effektgenerator SVG, aktiv filter APF effektfaktor på 0, den smalle puls vil dukke op i nærheden af den maksimale belastningsstrøm, den faktiske anvendelse af strømmen nær nulpunktet er mere tilbøjelig til at dukke op på udgangsbølgeformens højfrekvente oscillation, EMI-problemer opstår.
Snæver puls fænomen af årsagen
Fra halvledergrundlaget skyldes hovedårsagen til det smalle pulsfænomen, at IGBT eller FWD lige er begyndt at tænde, ikke umiddelbart fyldt med bærere, da bærebølgen spredte sig, når IGBT- eller diodechippen blev lukket, sammenlignet med bæreren fuldstændigt. udfyldes efter nedlukning, di / dt kan stige.Den tilsvarende højere IGBT-sluk-overspænding vil blive genereret under kommutations-stray-induktansen, hvilket også kan forårsage en pludselig ændring i diode-reverse recovery-strøm og dermed snap-off-fænomenet.Dette fænomen er dog tæt forbundet med IGBT- og FWD-chipteknologi, enhedsspænding og strøm.
Først skal vi starte fra det klassiske dobbeltpulsskema, den følgende figur viser koblingslogikken for IGBT-portdrevets spænding, strøm og spænding.Ud fra drivlogikken i IGBT kan den opdeles i snæver puls off-tid toff, som faktisk svarer til den positive ledningstid ton af diode FWD, som har stor indflydelse på den omvendte genvindingsspidsstrøm og gendannelseshastighed, såsom punkt A i figuren kan den maksimale spidseffekt for omvendt genopretning ikke overstige grænsen for FWD SOA;og snæver pulsstarttid ton, har dette en relativt stor indvirkning på IGBT-slukprocessen, såsom punkt B i figuren, hovedsageligt IGBT-slukspændingsspidserne og strømsvingninger.
Men for snæver pulsenhed tænd-sluk vil forårsage hvilke problemer?I praksis, hvad er minimumsimpulsbreddegrænsen, der er rimelig?Disse problemer er vanskelige at udlede universelle formler til direkte at beregne med teorier og formler, teoretisk analyse og forskning er også relativt lille.Fra den faktiske test bølgeform og resultater for at se grafen til at tale, analyse og opsummering af karakteristika og fællestræk af ansøgningen, mere befordrende for at hjælpe dig med at forstå dette fænomen, og derefter optimere designet for at undgå problemer.
IGBT smal puls tænding
IGBT som en aktiv switch, ved hjælp af faktiske tilfælde for at se grafen for at tale om dette fænomen er mere overbevisende, at have nogle materielle tørvarer.
Ved at bruge højeffektmodulet IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4 som testobjekt, slukker enhedens karakteristika, når ton ændres under betingelserne Vce=800V, Ic=500A, Rg=1,7Ω Vge=+/-15V, Ta= 25℃, rød er solfangeren Ic, blå er spændingen i begge ender af IGBT Vce, grøn er drevspændingen Vge.Vge.pulston falder fra 2us til 1,3us for at se ændringen af denne spændingsspids Vcep, den følgende figur visualiserer testbølgeformen progressivt for at se ændringsprocessen, især vist i cirklen.
Når ton ændrer den nuværende Ic, i Vce-dimensionen for at se ændringen i karakteristika forårsaget af ton.De venstre og højre grafer viser spændingsspidserne Vce_peak ved forskellige strømme Ic under de samme Vce=800V og 1000V betingelser henholdsvis.ud fra de respektive testresultater har ton en relativt lille effekt på spændingsspidserne Vce_peak ved små strømme;når slukstrømmen stiger, er den smalle pulsslukning tilbøjelig til pludselige ændringer i strømmen og forårsager efterfølgende højspændingsspidser.Ved at tage venstre og højre grafer som koordinater til sammenligning, har ton en større indflydelse på nedlukningsprocessen, når Vce og strøm Ic er højere, og det er mere sandsynligt, at der sker en pludselig strømændring.Fra testen for at se dette eksempel FF1000R17IE4, den mindste puls ton den mest rimelige tid ikke mindre end 3us.
Er der forskel på ydeevnen af højstrømsmoduler og svagstrømsmoduler på dette spørgsmål?Tag FF450R12ME3 medium effektmodul som et eksempel, den følgende figur viser spændingsoverskridelsen, når ton ændres for forskellige teststrømme Ic.
Lignende resultater er effekten af ton på overskridelse af slukspænding ubetydelig ved lave strømforhold under 1/10*Ic.Når strømmen øges til nominel strøm på 450A eller endda 2*Ic strøm på 900A, er spændingsoverskridelsen med tons bredde meget tydelig.For at teste ydeevnen af driftsbetingelsernes karakteristika under ekstreme forhold, 3 gange mærkestrømmen på 1350A, har spændingsspidserne overskredet blokeringsspændingen, idet de er indlejret i chippen ved et bestemt spændingsniveau, uafhængigt af tonbredden .
Følgende figur viser sammenligningstestbølgeformerne for ton=1us og 20us ved Vce=700V og Ic=900A.Fra selve testen er modulets pulsbredde ved ton=1us begyndt at oscillere, og spændingsspidsen Vcep er 80V højere end ton=20us.Derfor anbefales det, at minimumspulstiden ikke er mindre end 1us.
FWD smal puls tænding
I halvbro-kredsløbet svarer IGBT-sluk-impulsen toff til FWD-starttidstonen.Figuren nedenfor viser, at når FWD-tændingstiden er mindre end 2us, vil FWD-omvendte strømspids stige ved den nominelle strøm på 450A.Når toff er større end 2us, er peak FWD reverse recovery-strømmen stort set uændret.
IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 for at observere egenskaberne ved højeffektdioder, især under lavstrømsforhold med tonændringer, den følgende række viser VR = 900V, 1200V-forholdene i den lille strøm IF = 20A-betingelser for den direkte sammenligning af de to bølgeformer er det klart, at når ton = 3us, har oscilloskopet ikke været i stand til at holde amplituden af denne højfrekvente svingning.Dette beviser også, at den højfrekvente oscillation af belastningsstrømmen over nulpunktet i applikationer med høj effekt og FWD's korttidsomvendte gendannelsesproces er tæt forbundet.
Efter at have set på den intuitive bølgeform, skal du bruge de faktiske data til yderligere at kvantificere og sammenligne denne proces.dv/dt og di/dt af dioden varierer med toff, og jo mindre FWD-ledningstiden er, jo hurtigere bliver dens omvendte karakteristika.Når jo højere VR er i begge ender af FWD'en, efterhånden som diodeledningsimpulsen bliver smallere, vil dens reverseringshastighed for diode blive accelereret, specielt ved at se på dataene i ton = 3us-betingelser.
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.
I lyset af ton = 3us er bølgeformens højfrekvente oscillation mere intens, og ud over det diodesikre arbejdsområde bør on-tiden ikke være mindre end 3us fra diode FWD synspunkt.
I specifikationen af højspændings 3,3 kV IGBT ovenfor er fremadgående ledningstid ton for FWD blevet klart defineret og påkrævet, idet man tager 2400A/3,3 kV HE3 som et eksempel, den mindste diodeledningstid på 10us er tydeligt angivet som en grænse, hvilket hovedsageligt skyldes, at systemkredsløbets strøinduktans i højeffektapplikationer er relativt stor, koblingstiden er relativt lang, og transienten i processen med at åbne enheden Det er let at overskride det maksimalt tilladte diodestrømforbrug PRQM.
Ud fra de faktiske testbølgeformer og resultater af modulet, se på graferne og tal om nogle grundlæggende opsummeringer.
1. indvirkningen af pulsbredde ton på IGBT slukke lille strøm (ca. 1/10 * Ic) er lille og kan faktisk ignoreres.
2. IGBT'en har en vis afhængighed af pulsbredden ton, når den slukker for høj strøm, jo mindre ton, desto højere spændingsspids V, og slukstrømmen vil ændre sig brat og højfrekvente oscillationer vil forekomme.
3. FWD-egenskaberne accelererer den omvendte genopretningsproces, efterhånden som on-tiden bliver kortere, og jo kortere FWD-on-tiden vil forårsage store dv/dt og di/dt, især under lavstrømsforhold.Derudover får højspændings-IGBT'er en klar minimum diode-tændingstid tonmin=10us.
De faktiske testbølgeformer i papiret har givet en vis referenceminimumstid til at spille en rolle.
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. har fremstillet og eksporteret forskellige små pick and place maskiner siden 2010. Ved at drage fordel af vores egen rige erfarne R&D, veluddannede produktion vinder NeoDen et godt ry fra kunder over hele verden.
Med global tilstedeværelse i over 130 lande gør NeoDen PNP-maskinernes fremragende ydeevne, høje nøjagtighed og pålidelighed dem perfekte til R&D, professionel prototyping og små til mellemstore batchproduktioner.Vi leverer professionel løsning af one-stop SMT udstyr.
Tilføje:No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang-provinsen, Kina
Telefon:86-571-26266266
Indlægstid: 24. maj 2022