Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) ( 35 ) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (35)


Рис. 6.9. Пояснительная схема к параметру «пробивное напряжение эмиттер-коллектор»

напряжение становится отрицательным по отношению к эмиттерно-му. Это обратное напряжение в случае хорошего монтажа и диодов с малыми паразитными параметрами может составлять единицы вольт. Типичное значение предельно допустимого обратного напряжения IGBT транзистора лежит в пределах 15-20 В, что заставляет разработчика аккуратно относиться к выбору компонентов схемы и топологии печатной платы.

Vceon)- напряжение насыщения «коллектор-эмиттер». Очень важный параметр, определяющий статические потери проводимости в открытом состоянии. Технические условия нормируют значения Vce(on) на предельном и среднем токе при температуре 25 °С, а также на предельном токе при температуре 150 °С.

g(th)- пороговое напряжение затвора. Это значение напряжения на затворе, при котором появляется ток в коллекторе. Пороговое напряжение уменьшается с повышением температуры.

Ices - ток коллектора при нулевом напряжении на затворе. Другими словами, это ток утечки силовой цепи закрытого транзистора. В силу своей малости мы не будем его учитывать в своих расчетах.

Qg> Qge, Qgc - параметры заряда затвора (общий заряд, заряд емкости «затвор-эмиттер», заряд емкости «затвор-коллектор»). Эти значения пригодятся для определения параметров схемы управления затвором. К сожалению, значение общего заряда затвора нельзя использовать непосредственно для оценки скорости переключения IGBT, как это делается для транзисторов MOSFET.



Jon)

, - время переключения транзистора. Нам очень важно понять, каким образом осуществляется включение и выключение. Поэтому, не откладывая в долгий ящик, разберемся в данном вопросе. Поможет нам в этом рис. 6.10.

изэ.

\ икэ

------

"i90%

\ * -\# :

Р Eon

Д ! Eoff

5мкс Eoff

Рис. 6.10. Пояснительная диаграмма к параметрам скорости переключения транзистора

Задержка включения "" определяется как время между подачей на затвор отпирающего импульса и 10% нарастания тока коллектора.

Время нарастания определяется нарастанием тока коллектора от 10% до 90% от своего номинального значения.

Время задержки выключения tf определяется как время между подачей запирающего импульса на затвор и нарастания на 10% относительно номинального значения напряжения на коллекторе.

Время спада /определяется как время уменьшения тока коллектора от 90% до 10%) от своего номинального значения.

Открытие транзистора IGBT происходит следующим образом. Пока напряжение «затвор-эмиттер» равно нулю, транзистор закрыт. Поскольку для начала процесса открывания транзистора нет необходимости открывать управляющий MOSFET транзистор полностью.



время начала открытия IGBT совпадает с моментом достижения напряжения на затворе порогового уровня Vge,). Это время будет определяться временем заряда емкости Cge (заряд Qge). После этого транзистор начнет открываться. В силу действия внутренней положительной обратной связи транзистор резко, подобно компаратору, откроется за время t. Обратите внимание: время нарастания является наименьшим среди других времен переключения, определяющих динамические параметры транзистора.

Процесс закрывания транзистора, увы, протекает не так бьютро, как открывания. После того, как запирающий импульс подан на затвор, MOSFET транзистор достаточно быстро закроется по законам, рассмотренным нами ранее, и ток в цепи стока упадет до нуля. Однако поскольку в базе транзистора р-п-р еще не «рассосались» неосновные носители, ток силовой цепи «коллектор-эмиттер» поддерживается на том же уровне в промежуток времени /"" Затем транзистор резко

начинает закрываться, но «хвост» не дает ему сделать это быстро, растягиваясь на время tj.

оп off ts - соответственно составляющие энергии: включения, выключения и суммарная.

Энергия включения Е измеряется на интервале от 5% нарастания тока коллектора до 5% спада напряжения «коллектор-эмиттер» (от своих номинальных значений). Чтобы читателю было понятнее, как измеряется этот параметр, приведем пример. Для транзистора IRG4BC30F параметр составляет 0,23 мДж при номинальном испытательном токе 17 А и номинальном испытательном напряжении 480 В. Измерения проводятся от момента, когда ток коллектора при включении вырастет до 0,85 А, и до момента, когда напряжение «коллектор-эмиттер» уменьшится до 24 В.

Энергия выключения Е измеряется в течение периода времени 5 мкс с 5% подъема напряжения «коллектор-эмиттер». Шлейф тока («хвост») за это время гарантированно заканчивается. Для приведенного транзистора энергия Ej- составляет 1,18 мДж. Моментом начала ее измерения станет подъем напряжения «коллектор-эмиттер» закрывающегося транзистора до 24 В.

Полная энергия переключения:

Ets = Ео„ + Eoff.



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) ( 35 ) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)