IGBT ఇరుకైన పల్స్ దృగ్విషయం వివరించబడింది

ఇరుకైన పల్స్ దృగ్విషయం ఏమిటి

ఒక రకమైన పవర్ స్విచ్‌గా, IGBTకి గేట్ స్థాయి సిగ్నల్ నుండి పరికర మార్పిడి ప్రక్రియ వరకు నిర్దిష్ట ప్రతిచర్య సమయం అవసరం, గేట్‌ను మార్చడానికి జీవితంలో చాలా వేగంగా చేతిని నొక్కడం సులభం అయినట్లే, చాలా తక్కువ ఓపెనింగ్ పల్స్ చాలా ఎక్కువ కావచ్చు. వోల్టేజ్ వచ్చే చిక్కులు లేదా అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనం సమస్యలు.IGBT అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ PWM మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్స్ ద్వారా నడపబడుతున్నందున ఈ దృగ్విషయం ఎప్పటికప్పుడు నిస్సహాయంగా సంభవిస్తుంది.చిన్న డ్యూటీ సైకిల్, ఇరుకైన పప్పులను అవుట్‌పుట్ చేయడం సులభం, మరియు IGBT యాంటీ-పారలల్ రెన్యూవల్ డయోడ్ FWD యొక్క రివర్స్ రికవరీ లక్షణాలు హార్డ్-స్విచింగ్ పునరుద్ధరణ సమయంలో వేగంగా మారతాయి.1700V/1000A IGBT4 E4కి, జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత Tvj.op = 150 ℃లో స్పెసిఫికేషన్, మారే సమయం tdon = 0.6us, tr = 0.12us మరియు tdoff = 1.3us, tf = 0.59us, తక్కువ పల్స్ వెడల్పు ఉండకూడదు స్పెసిఫికేషన్ మారే సమయం మొత్తం కంటే.ఆచరణలో, ఫోటోవోల్టాయిక్ మరియు ఎనర్జీ స్టోరేజ్ వంటి విభిన్న లోడ్ లక్షణాల కారణంగా + / – 1 పవర్ ఫ్యాక్టర్ ఉన్నప్పుడు, రియాక్టివ్ పవర్ జనరేటర్ SVG, యాక్టివ్ ఫిల్టర్ APF పవర్ ఫ్యాక్టర్ 0 వంటి ప్రస్తుత జీరో పాయింట్ దగ్గర ఇరుకైన పల్స్ కనిపిస్తుంది. గరిష్ట లోడ్ కరెంట్ దగ్గర ఇరుకైన పల్స్ కనిపిస్తుంది, జీరో పాయింట్ దగ్గర కరెంట్ యొక్క వాస్తవ అప్లికేషన్ అవుట్‌పుట్ వేవ్‌ఫార్మ్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఆసిలేషన్‌లో కనిపించే అవకాశం ఉంది, EMI సమస్యలు వస్తాయి.

కారణం యొక్క ఇరుకైన పల్స్ దృగ్విషయం

సెమీకండక్టర్ ఫండమెంటల్స్ నుండి, ఇరుకైన పల్స్ దృగ్విషయానికి ప్రధాన కారణం IGBT లేదా FWD ఇప్పుడే ఆన్ చేయడం ప్రారంభించింది, వెంటనే క్యారియర్‌లతో నింపబడదు, క్యారియర్‌తో పోలిస్తే IGBT లేదా డయోడ్ చిప్‌ను పూర్తిగా మూసివేసేటప్పుడు క్యారియర్ వ్యాప్తి చెందుతుంది. షట్‌డౌన్ తర్వాత నిండినది, di / dt పెరగవచ్చు.సంబంధిత అధిక IGBT టర్న్-ఆఫ్ ఓవర్‌వోల్టేజ్ కమ్యుటేషన్ స్ట్రే ఇండక్టెన్స్ కింద ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది డయోడ్ రివర్స్ రికవరీ కరెంట్‌లో ఆకస్మిక మార్పుకు కారణం కావచ్చు మరియు తద్వారా స్నాప్-ఆఫ్ దృగ్విషయం.అయితే, ఈ దృగ్విషయం IGBT మరియు FWD చిప్ టెక్నాలజీ, పరికర వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌కి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.

ముందుగా, మేము క్లాసిక్ డబుల్ పల్స్ స్కీమాటిక్ నుండి ప్రారంభించాలి, కింది బొమ్మ IGBT గేట్ డ్రైవ్ వోల్టేజ్, కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ యొక్క స్విచింగ్ లాజిక్‌ను చూపుతుంది.IGBT యొక్క డ్రైవింగ్ లాజిక్ నుండి, దీనిని నారో పల్స్ ఆఫ్ టైమ్ టోఫ్‌గా విభజించవచ్చు, ఇది వాస్తవానికి డయోడ్ FWD యొక్క సానుకూల ప్రసరణ సమయ టన్నుకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది పాయింట్ A వంటి రివర్స్ రికవరీ పీక్ కరెంట్ మరియు రికవరీ వేగంపై గొప్ప ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. చిత్రంలో, రివర్స్ రికవరీ యొక్క గరిష్ట గరిష్ట శక్తి FWD SOA పరిమితిని మించకూడదు;మరియు నారో పల్స్ టర్న్-ఆన్ టైమ్ టన్ను, ఇది IGBT టర్న్-ఆఫ్ ప్రక్రియపై సాపేక్షంగా పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, చిత్రంలో పాయింట్ B, ప్రధానంగా IGBT టర్న్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ స్పైక్‌లు మరియు కరెంట్ ట్రైలింగ్ డోలనాలు.

కానీ చాలా ఇరుకైన పల్స్ పరికరం టర్న్-ఆన్ టర్న్-ఆఫ్ ఏ సమస్యలను కలిగిస్తుంది?ఆచరణలో, సహేతుకమైన కనీస పల్స్ వెడల్పు పరిమితి ఎంత?ఈ సమస్యలు సిద్ధాంతాలు మరియు సూత్రాలతో నేరుగా లెక్కించడానికి సార్వత్రిక సూత్రాలను పొందడం కష్టం, సైద్ధాంతిక విశ్లేషణ మరియు పరిశోధన కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.అసలు టెస్ట్ వేవ్‌ఫారమ్ మరియు ఫలితాల నుండి మాట్లాడటానికి గ్రాఫ్‌ని చూడటం, అప్లికేషన్ యొక్క లక్షణాలు మరియు సాధారణతల విశ్లేషణ మరియు సారాంశం, ఈ దృగ్విషయాన్ని అర్థం చేసుకోవడంలో మీకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఆపై సమస్యలను నివారించడానికి డిజైన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయండి.

IGBT ఇరుకైన పల్స్ టర్న్-ఆన్

IGBT యాక్టివ్ స్విచ్‌గా, ఈ దృగ్విషయం గురించి మాట్లాడటానికి గ్రాఫ్‌ను చూడటానికి వాస్తవ కేసులను ఉపయోగించడం, కొన్ని మెటీరియల్ డ్రై గూడ్స్ కలిగి ఉండటం మరింత నమ్మకంగా ఉంటుంది.

అధిక-పవర్ మాడ్యూల్ IGBT4 PrimePACK™ FF1000R17IE4ని పరీక్ష వస్తువుగా ఉపయోగించడం, Vce=800V, Ic=500A, Rg=1.7Ω Vge=+/-15V, Ta= పరిస్థితులలో టన్ను మారినప్పుడు పరికరం టర్న్-ఆఫ్ లక్షణాలు 25℃, ఎరుపు అనేది కలెక్టర్ Ic, నీలం అనేది IGBT Vce యొక్క రెండు చివరల వోల్టేజ్, ఆకుపచ్చ అనేది డ్రైవ్ వోల్టేజ్ Vge.Vge.ఈ వోల్టేజ్ స్పైక్ Vcep యొక్క మార్పును చూడటానికి పల్స్ టన్ను 2us నుండి 1.3usకి తగ్గుతుంది, మార్పు ప్రక్రియను చూడటానికి క్రింది బొమ్మ పరీక్ష తరంగ రూపాన్ని క్రమంగా చూపుతుంది, ముఖ్యంగా సర్కిల్‌లో చూపబడింది.

టన్ కరెంట్ Icని మార్చినప్పుడు, Vce డైమెన్షన్‌లో టన్ వల్ల కలిగే లక్షణాల మార్పును చూడవచ్చు.ఎడమ మరియు కుడి గ్రాఫ్‌లు వరుసగా ఒకే Vce=800V మరియు 1000V పరిస్థితులలో వేర్వేరు ప్రవాహాల Ic వద్ద Vce_peak వోల్టేజ్ స్పైక్‌లను చూపుతాయి.సంబంధిత పరీక్ష ఫలితాల నుండి, టన్ను చిన్న ప్రవాహాల వద్ద Vce_peak వోల్టేజ్ స్పైక్‌లపై సాపేక్షంగా చిన్న ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది;టర్న్-ఆఫ్ కరెంట్ పెరిగినప్పుడు, ఇరుకైన పల్స్ టర్న్-ఆఫ్ కరెంట్‌లో ఆకస్మిక మార్పులకు గురవుతుంది మరియు తదనంతరం అధిక వోల్టేజ్ స్పైక్‌లకు కారణమవుతుంది.పోలిక కోసం ఎడమ మరియు కుడి గ్రాఫ్‌లను కోఆర్డినేట్‌లుగా తీసుకుంటే, Vce మరియు కరెంట్ Ic ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు టన్ షట్‌డౌన్ ప్రాసెస్‌పై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతుంది మరియు ఆకస్మిక కరెంట్ మారే అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది.ఈ ఉదాహరణ FF1000R17IE4ని చూడటానికి పరీక్ష నుండి, కనీస పల్స్ టన్ను అత్యంత సహేతుకమైన సమయం 3us కంటే తక్కువ కాదు.

ఈ సమస్యపై అధిక కరెంట్ మాడ్యూల్స్ మరియు తక్కువ కరెంట్ మాడ్యూళ్ల పనితీరు మధ్య వ్యత్యాసం ఉందా?FF450R12ME3 మీడియం పవర్ మాడ్యూల్‌ను ఉదాహరణగా తీసుకోండి, వివిధ పరీక్ష ప్రవాహాలు Ic కోసం టన్ను మారినప్పుడు వోల్టేజ్ ఓవర్‌షూట్‌ను క్రింది బొమ్మ చూపుతుంది.

ఇలాంటి ఫలితాలు, టర్న్-ఆఫ్ వోల్టేజ్ ఓవర్‌షూట్‌పై టన్ ప్రభావం 1/10*Ic కంటే తక్కువ కరెంట్ పరిస్థితుల్లో చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.కరెంట్ 450A యొక్క రేటెడ్ కరెంట్ లేదా 900A యొక్క 2*Ic కరెంట్‌కి పెరిగినప్పుడు, టన్ను వెడల్పుతో వోల్టేజ్ ఓవర్‌షూట్ చాలా స్పష్టంగా ఉంటుంది.విపరీత పరిస్థితుల్లో ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల లక్షణాల పనితీరును పరీక్షించడానికి, 1350A యొక్క 3 రెట్లు రేట్ చేయబడిన కరెంట్, వోల్టేజ్ స్పైక్‌లు నిరోధించే వోల్టేజ్‌ను మించిపోయాయి, టన్ను వెడల్పుతో సంబంధం లేకుండా ఒక నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ స్థాయిలో చిప్‌లో పొందుపరచబడ్డాయి. .

క్రింది బొమ్మ Vce=700V మరియు Ic=900A వద్ద ton=1us మరియు 20us యొక్క పోలిక పరీక్ష తరంగ రూపాలను చూపుతుంది.వాస్తవ పరీక్ష నుండి, ton=1us వద్ద మాడ్యూల్ పల్స్ వెడల్పు డోలనం చేయడం ప్రారంభించింది మరియు వోల్టేజ్ స్పైక్ Vcep టన్=20us కంటే 80V ఎక్కువగా ఉంటుంది.అందువల్ల, కనీస పల్స్ సమయం 1us కంటే తక్కువ ఉండకూడదని సిఫార్సు చేయబడింది.

FWD ఇరుకైన పల్స్ టర్న్-ఆన్

హాఫ్-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్‌లో, IGBT టర్న్-ఆఫ్ పల్స్ టాఫ్ FWD టర్న్-ఆన్ టైమ్ టన్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.FWD టర్న్-ఆన్ సమయం 2us కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, FWD రివర్స్ కరెంట్ పీక్ 450A రేటెడ్ కరెంట్ వద్ద పెరుగుతుందని దిగువ బొమ్మ చూపిస్తుంది.టాఫ్ 2us కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, గరిష్ట FWD రివర్స్ రికవరీ కరెంట్ ప్రాథమికంగా మారదు.

IGBT5 PrimePACK™3 + FF1800R17IP5 అధిక-పవర్ డయోడ్‌ల లక్షణాలను గమనించడానికి, ముఖ్యంగా టన్ను మార్పులతో తక్కువ-కరెంట్ పరిస్థితుల్లో, క్రింది వరుస VR = 900V, 1200V పరిస్థితులను చూపుతుంది, చిన్న ప్రస్తుత IF = 20A పరిస్థితులలో ప్రత్యక్ష పోలిక రెండు తరంగ రూపాలలో, టన్ = 3us అయినప్పుడు, ఓసిల్లోస్కోప్ ఈ అధిక పౌనఃపున్య డోలనం యొక్క వ్యాప్తిని పట్టుకోలేక పోయిందని స్పష్టమవుతుంది.హై-పవర్ డివైజ్ అప్లికేషన్‌లలో జీరో పాయింట్‌పై లోడ్ కరెంట్ యొక్క హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనం మరియు FWD షార్ట్-టైమ్ రివర్స్ రికవరీ ప్రక్రియ దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉన్నాయని కూడా ఇది రుజువు చేస్తుంది.

సహజమైన తరంగ రూపాన్ని చూసిన తర్వాత, ఈ ప్రక్రియను మరింత లెక్కించడానికి మరియు సరిపోల్చడానికి వాస్తవ డేటాను ఉపయోగించండి.డయోడ్ యొక్క dv/dt మరియు di/dt టాఫ్‌తో మారుతూ ఉంటాయి మరియు FWD ప్రసరణ సమయం చిన్నగా, దాని రివర్స్ లక్షణాలు వేగంగా మారుతాయి.FWD యొక్క రెండు చివర్లలో VR ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, డయోడ్ ప్రసరణ పల్స్ సన్నగా మారినప్పుడు, దాని డయోడ్ రివర్స్ రికవరీ వేగం వేగవంతం చేయబడుతుంది, ప్రత్యేకంగా టన్ = 3us పరిస్థితులలో డేటాను చూస్తుంది.

VR = 1200V ఎప్పుడు.

dv/dt=44.3kV/us;di/dt=14kA/us.

VR=900V వద్ద.

dv/dt=32.1kV/us;di/dt=12.9kA/us.

టన్=3us దృష్ట్యా, వేవ్‌ఫార్మ్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనం మరింత తీవ్రంగా ఉంటుంది మరియు డయోడ్ సేఫ్ వర్కింగ్ ఏరియా దాటి, ఆన్-టైమ్ డయోడ్ FWD పాయింట్ ఆఫ్ వ్యూ నుండి 3us కంటే తక్కువ ఉండకూడదు.

పైన ఉన్న అధిక-వోల్టేజ్ 3.3kV IGBT స్పెసిఫికేషన్‌లో, FWD ఫార్వర్డ్ కండక్షన్ టైమ్ టన్ స్పష్టంగా నిర్వచించబడింది మరియు అవసరం, 2400A/3.3kV HE3ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, 10us కనిష్ట డయోడ్ ప్రసరణ సమయం స్పష్టంగా పరిమితిగా ఇవ్వబడింది, ఇది ప్రధానంగా అధిక-పవర్ అప్లికేషన్‌లలో సిస్టమ్ సర్క్యూట్ స్ట్రే ఇండక్టెన్స్ సాపేక్షంగా పెద్దది, మారే సమయం సాపేక్షంగా ఎక్కువ, మరియు పరికరాన్ని తెరిచే ప్రక్రియలో అస్థిరమైనది గరిష్టంగా అనుమతించదగిన డయోడ్ విద్యుత్ వినియోగం PRQMని అధిగమించడం సులభం.

మాడ్యూల్ యొక్క వాస్తవ పరీక్ష తరంగ రూపాలు మరియు ఫలితాల నుండి, గ్రాఫ్‌లను చూడండి మరియు కొన్ని ప్రాథమిక సారాంశాల గురించి మాట్లాడండి.

1. IGBTపై పల్స్ వెడల్పు టన్ను ప్రభావం చిన్న కరెంట్‌ను ఆఫ్ చేయడం (సుమారు 1/10*Ic) చిన్నది మరియు వాస్తవానికి విస్మరించబడుతుంది.

2. IGBT అధిక కరెంట్‌ను ఆపివేసేటప్పుడు పల్స్ వెడల్పు టన్నుపై నిర్దిష్ట ఆధారపడటాన్ని కలిగి ఉంటుంది, చిన్న టన్ను ఎక్కువ వోల్టేజ్ స్పైక్ V, మరియు టర్న్-ఆఫ్ కరెంట్ ట్రైలింగ్ ఆకస్మికంగా మారుతుంది మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనం ఏర్పడుతుంది.

3. FWD లక్షణాలు ఆన్-టైమ్ తక్కువగా ఉన్నందున రివర్స్ రికవరీ ప్రక్రియను వేగవంతం చేస్తాయి మరియు FWD ఆన్-టైమ్ తక్కువగా ఉంటే పెద్ద dv/dt మరియు di/dtకి కారణమవుతుంది, ముఖ్యంగా తక్కువ-కరెంట్ పరిస్థితుల్లో.అదనంగా, అధిక-వోల్టేజ్ IGBTలకు స్పష్టమైన కనీస డయోడ్ టర్న్-ఆన్ సమయం tonmin=10us ఇవ్వబడుతుంది.

పేపర్‌లోని వాస్తవ పరీక్ష తరంగ రూపాలు పాత్రను పోషించడానికి కొంత సూచన కనీస సమయాన్ని అందించాయి.

Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. 2010 నుండి వివిధ చిన్న పిక్ మరియు ప్లేస్ మెషీన్‌లను తయారు చేస్తోంది మరియు ఎగుమతి చేస్తోంది. మా స్వంత రిచ్ అనుభవజ్ఞులైన R&D, బాగా శిక్షణ పొందిన ఉత్పత్తిని సద్వినియోగం చేసుకుంటూ, NeoDen ప్రపంచవ్యాప్త కస్టమర్‌ల నుండి గొప్ప ఖ్యాతిని పొందింది.

130కి పైగా దేశాల్లో గ్లోబల్ ఉనికితో, నియోడెన్ PNP మెషీన్‌ల అద్భుతమైన పనితీరు, అధిక ఖచ్చితత్వం మరియు విశ్వసనీయత వాటిని R&D, ప్రొఫెషనల్ ప్రోటోటైపింగ్ మరియు చిన్న నుండి మధ్యస్థ బ్యాచ్ ఉత్పత్తికి పరిపూర్ణంగా చేస్తాయి.మేము ఒక స్టాప్ SMT పరికరాల వృత్తిపరమైన పరిష్కారాన్ని అందిస్తాము.

జోడించు:No.18, Tianzihu అవెన్యూ, Tianzihu టౌన్, అంజి కౌంటీ, Huzhou సిటీ, జెజియాంగ్ ప్రావిన్స్, చైనా

ఫోన్:86-571-26266266