ООО ЭФО
Поиск по складу
Программа поставок 2016
Сегодня
www.powel.ru
источники питания
www.korpusa.ru
конструктивы и корпуса РЭА
www.wless.ru
беспроводные технологии
www.mymcu.ru
микроконтроллеры
altera-plis.ru
микросхемы Altera
www.infiber.ru
волоконно-оптические
компоненты в
промышленности
www.efo-power.ru
силовая электроника
www.efo-electro.ru
электротехническая
продукция
www.efometry.ru
контрольно-измерительные приборы
www.golledge.ru
кварцевые резонаторы и генераторы Golledge
www.sound-power.ru
профессиональные усилители класса D
Поиск по сайту
Подписка на новости

Система менеджмента
качества сертифицирована на соответствие требованиям:
ISO 9001, ГОСТ Р ИСО 9001 и СРПП ВТ - подтверждено сертификатами соответствия в системах сертификации Русского Регистра, ГОСТ Р, международной сети IQNet, "Оборонсертифика" и "Военный Регистр".

ООО "ЭФО" в 2011г. получило Лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление оборудования для ядерных установок.


Rambler s Top100



ChipFind - поисковая система по электронным компонентам
EEN
webmaster
Санкт-Петербург: (812) 327-86-54  zav@efo.ru Москва: (495) 933-07-43  moscow@efo.ru Екатеринбург: (343) 278-71-36  ural@efo.ru Пермь: (342) 220-19-44  perm@efo.ru
Казань: (843) 518-79-20  kazan@efo.ru Ростов-на-Дону: (863) 220-36-79  rostov@efo.ru Н. Новгород: (831) 434-17-84  nnov@efo.ru Новосибирск: (383) 286-84-96  nsib@efo.ru
о нас склад библиотека статьи
 
 

Работа IGBT-транзисторов на напряжение 6.5 кВ в режиме короткого замыкания

Данное руководство по применению рассматривает методы управления IGBT-транзисторами на напряжение 6.5кВ, призванные обеспечить надежную работу устройства в режиме короткого замыкания. На представленном ниже рисунке показан процесс отключения IGBT-транзистора FZ600R65KF1, работающего в режиме короткого замыкания с ограничением напряжения на затворе и без него при прочих равных условиях (черная кривая - VCE, 1кВ/дел.; красная кривая - IC, 1кА/дел.; синяя кривая - VGE, 5В/дел.). Здесь видно, что в левой части рисунка имеет место ограничение нарастания напряжения на затворе и его выбросов не наблюдается: максимальное значение, которого достигает напряжение на затворе, равно 15.3В, а максимальное значение тока короткого замыкания ограничивается на уровне примерно 3000А. В противоположность этому процессу, на графике представленном слева, напряжение на затворе нарастает без всякого ограничения и достигает уровня 16.3В, при этом, ток короткого замыкания достигает своего максимального значения 3800А.

Причиной такого поведения является положительная обратная связь, создаваемая емкостью Миллера, через которую в затвор протекает положительный ток во время нарастания напряжения на коллекторе. Как результат, это приводит к увеличению напряжения на затворе и максимального значения тока короткого замыкания. Если ток короткого замыкания выйдет за допустимые пределы (например, для FZ600R65KF1 это 6 x Iном = 3600A), то это может стать причиной теплового повреждения модуля. Диапазон рабочих напряжений 6.5-киловольтовых IGBT-транзисторов с учетом отклонений сетевого напряжения обычно лежит в пределах 3000...4400В. Вследствие существенного увеличения емкости Миллера при малых значениях VCC, на малых уровнях напряжения могут возникнуть осцилляции. В связи с этим, настоятельно рекомендуется не проводить испытания в режиме короткого замыкания при напряжениях менее 2500В.

Зависимость между максимальными значениями тока короткого замыкания и напряжения на затворе демонстрирует представленный слева график. Из него следует, что для ограничения тока короткого замыкания на уровне, который гарантированно не приводит к повреждению транзистора, необходимо обеспечить ограничение напряжения на затворе на уровне не более 15.3В.

Для ограничения напряжения на затворе, а, следовательно, и тока короткого замыкания можно предпринять следующие меры:

1) Ограничить напряжение на затворе, привязкой его к фиксированному уровню напряжения.
Если драйвер затвора имеет внутренний источник стабильного уровня напряжения 15В, напряжение на затворе можно ограничить до этого уровня путем добавления в схему диода с малым падением напряжения (диод Шотки). Данная мера тем эффективнее, чем меньше индуктивность цепи подключения диода между клеммами источника 15В и затвора.

2) Ограничить напряжение на затворе путем подключения стабилитронов между затвором и эмиттером
Данная мера тем эффективнее, чем ближе к вспомогательным клеммам модуля смонтированы диоды. Использоваться должны диоды с малыми температурным дрейфом и разбросом (например, диоды-ограничители переходных напряжений).

С учетом изложенных выше соображений формулируем требование для выбора диода-ограничителя:

Vz × (1 + aT × (θ – 25°C)) × (1 + tol) ≤ 15.3В, где:

  • Vz - номинальное напряжение стабилитрона
  • aT - температурный коэффициент
  • θ - максимальная рабочая температура
  • tol - разброс стабилитрона

Выбраны диоды: 1.5KE6.8CA и 1.5KE7.5CA (двунаправленные) с параметрами:

aT: 8×10-4K-1 (~12мВ/K), θ = 50°C (предположительно), tol = 5%

При выбранном напряжении затвора 14.0 В сопротивление RGON необходимо снизить до 2.7 Ом. Такое снижение будет способствовать сохранению потерь коммутации на уровне, приведенном в документации для 15 В. Уменьшение напряжения на затворе практически не оказывает никакого влияния на потери отключения.

3) Введение отрицательной эмиттерной обратной связи
Данная мера требует подключения эмиттера драйвера затвора к основной клемме эмиттера модуля взамен традиционного подключения к вспомогательной клемме эмиттера. В результате, возникающее внутри падение напряжения будет отниматься от внешне приложенного к затвору напряжения, а, поскольку, ток короткого замыкания обычно нарастает с большой скоростью, наличие эмиттерной обратной связи приведет к эффективному ограничению напряжения на затворе. Также, то позволит избежать выброс избыточного напряжения затвора.
Действие данной меры показано на рисунке ниже:

Такое динамическое снижение напряжения на затворе также приводит к снижению di/dt по отношению к обычному процессу включения. Если не брать во внимание емкость CGE, величина которой приведена в документации, но которая не оказывает влияние на данные условия работы, то данная мера не приведет к увеличению потерь включения.

© 1999-2016 All Right Reserved. EFO Ltd. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.
Контактная информация