SEMIKRON leading manufacturer of igbt, diode thyristor power ...
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3 Applikationshinweise<br />
Collector Current iC [A]<br />
50,4<br />
Collector Current iC [A]<br />
54<br />
33,6<br />
36<br />
16,8<br />
18<br />
Collector-Emitter-Voltage vCE [V]<br />
0<br />
10,5<br />
Collector-Emitter-Voltage vCE [V]<br />
-0,3<br />
54<br />
7<br />
36<br />
3,5<br />
18<br />
0<br />
t=500 ns/div<br />
a) b)<br />
0<br />
t=500 ns/div<br />
Bild 3.83 a) di/dt-Einprägung in einen 1200 V/50 A-NPT-IGBT (di/dt = 50 A/µs; i L = 50 A)<br />
b) di/dt-Einprägung in einen 1200 V/50 A-PT-IGBT (di/dt = 50 A/µs; i L = 50 A)<br />
v [V]<br />
CEdyn<br />
E ONdyn[µJ]<br />
PT-low-vCEsat<br />
PT-low-v CEsat<br />
NPT<br />
PT-high-speed<br />
NPT<br />
PT-high-speed<br />
di/dt [A/µs]<br />
a) b)<br />
di/dt [A/µs]<br />
Bild 3.84<br />
a) Dynamische Durchlaßspannungsamplitude von 1200 V/50 A-NPT- und PT-IGBTs als Funktion<br />
vom eingeprägten di/dt (i L = 30 A, T j = 30°C)<br />
b) Verluste während der di/dt-Einprägung von 1200 V/50 A-NPT- und PT-IGBTs als Funktion vom<br />
eingeprägten di/dt (i L = 30 A, T j = 30°C)<br />
aktives, entlastetes Ausschalten<br />
Beim aktiven entlasteten Ausschalten kann der IGBT-Strom unmittelbar in die parallel angeordnete<br />
Kapazität C K kommutieren, wobei der Anstieg der Kollektor-Emitter-Spannung verzögert<br />
und somit die Schaltentlastung ermöglicht wird. Der Verlauf des Tailstromes, d.h. das Ausräumen<br />
der gespeicherten Ladung im IGBT nach dem Sperren des MOSFET-Kanals wird dabei<br />
wesentlich vom Anstieg der Kollektor-Emitter-Spannung beeinflußt. Mit der Vergrößerung der<br />
Kommutierungskapazität sinkt der Ansatzwert des Tailstromes (vergleichbar mit einem kapazitiven<br />
Stromteiler zwischen IGBT und Entlastungskapazität). Gleichzeitig kommt es zu einer Verlängerung<br />
des Tailstromes, was der Ausschaltentlastung entgegenwirkt. Bei NPT-Strukturen mit<br />
hoher Trägerlebensdauer führt dieser Sachverhalt zu einer unbefriedigenden Ausschaltentlastbarkeit<br />
(Bild 3.85a, Bild 3.86). Das Oszillogramm im Bild 3.85b zeigt dagegen, daß der Tailstrom<br />
bei PT-Strukturen bereits zu Null gehen kann, bevor die Kollektor-Emitter-Spannung den<br />
Wert der äußeren Kommutierungsspannung erreicht hat. Die Folge ist, daß bei untersuchten<br />
1200 V/50 A-PT-IGBT-Modulklassen die Ausschaltverluste mit C K = 30 nF bereits um 50 %<br />
gegenüber dem harten Schalten reduziert werden können (Bild 3.86). Die Verlustreduzierung<br />
betrug bei NPT-IGBTs der gleichen Klasse lediglich ca. 20 %.<br />
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