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) (36)

Следует отметить, что если в составе IGBT предусмотрен антипараллельный защитный диод, характеристики которого, в отличие от оппозитного диода MOSFET, намного лучше, то значение Е, учитывает и потери обратного восстановления этого диода. Если IGBT не имеет оппозитного диода, потери вычисляются для диода отдельно, исходя из его характеристик.

Если мы внимательно посмотрим на график, характеризующий зависимость потерь переключения от тока заряда затвора (рис. 6.11), то можно убедиться, что эти потери очень мало зависят от тока затвора. Для приведенного графика при изменении Rg в 5 раз (при сохранении уровня управляющего напряжения) общая энергия потерь меняется всего в пределах 10%, что составляет так называемую «инженерную» точность расчетов. Поэтому при проектировании схемы управления транзистором IGBT рекомендуется выбрать по графику максимальное значение затворного резистора. Этим мы гарантированно обезопасим себя от случайного защелкивания и «звона» при параллельном соединении транзисторов, о чем будет сказано ниже.

1.50

2 -: 1,45 к --

2 01

1,40

1.35

1.30

Gate Resistance (Rg), Ом Сопротивление резистора в затворе, Ом

Рис. 6.11. График зависимости энергии E,h переключения транзистора от величины затворного резистора для IRG4BC30F

Потери переключения в гораздо большей степени зависят от тока коллектора, что видно из графика (рис. 6.12). Поэтому общие потери переключения следует определять по формуле:

P„ep=E,s(Qf.




о 10 20 30 40

Collector - to - Emitter Current (A), Ток "коппектор-эмиттер"

Рис. 6.12. График зависимости энергии переключения E,i, транзистора IRG4BC30F от тока коллектора для IRG4BC30F

Мощность статических потерь (потерь проводимости) может быть рассчитана из соотношения:

Рпр - UcE{onfc

эфф

Эффективное значение тока коллектора мы научились определять в главе 5.3, посвященной транзисторам MOSFET.

о Р-


0=0.02 0=0,01 Одиночный

И1к4ПулЬС

10" 10 0,1

Rectangular Pulse Duration (sec) Интервал следования импульсов, с

Рис. 6.13. График зависимости нормированного теплового сопротивления Z,h(jc) от частоты и скважности переключения транзистора IRG4BC30F



Законы тепловых расчетов для транзисторов IGBT аналогичны законам для транзисторов MOSFET, поэтому мы не будем останавливаться на них, - смотрите предыдущую главу.

6.3. о параллельной работе ЮВТ

Поскольку IGBT управляются, как и MOSFET, не током, а напряжением, транзисторы одного типономинала можно соединять параллельно без выравнивающих резисторов в цепи эмиттера. Несколько простых рекомендаций помогут разработчику правильно выполнить параллельное соединение IGBT.

1) Схема управления затворами IGBT должна быть источником напряжения, то есть иметь малое внутреннее сопротивление.

2) В цепь затвора каждого транзистора нужно включить резистор Rg, величина которого выбирается с помощью документации на транзистор.

3) Резистор Rg необходимо разместить как можно ближе к управляющему выводу транзистора во избежание выбросов на паразитных индуктивностях в цепи затвора.

4) Важность близкого расположения элементов силовой части возрастает с зшеличением рабочего тока и рабочей частоты. Длинные связи между элементами могут привести к чрезмерным перенапряжениям и низкой нагрузочной способности. Размещение элементов схемы должно быть компактным и по возможности симметричным.

5) Для обеспечения равномерного прогрева транзисторов необходимо устанавливать их на общий радиатор.

6) Необходимо снизить рабочий ток, протекающий через параллельно соединенные транзисторы, относительно каждого прибора на 10-15% по сравнению с одиночным транзистором.

Таблица 6.1. Параметры некоторых транзисторов IGBT

Тип транзистора

Vce, Вт

1с, А

Pd,Bt

IRG4BC30F

1RG4BC30U

IRG4PH40U

1200

IRG4ZC70UD



(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)