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3 Applikationshinweise
Schnelle Dioden in ZVS
Es gelten folgende Besonderheiten:
- Dioden schalten in ZVS nicht mit Rückstromabriß bei gleichzeitiger Sperrspannungsübernahme
aus. Es bestehen daher geringere Anforderungen an das Reverse-Recovery-Verhalten
im Vergleich zum harten Schalten.
Die Forderung nach sehr gutem dynamischen Einschaltverhalten bleibt beim Einsatz in ZVS
bestehen. Hier weisen insbesondere CAL-Dioden (vgl. Kap. 1.3) spezifische Vorteile auf.
ZCS mit PT- und NPT-IGBT [44], [49], [146]
aktives, entlastetes Einschalten
Bild 3.87 zeigt das Oszillogramm eines entlasteten Einschaltvorganges eines 1200 V/50 A –
NPT-IGBTs sowie die Abhängigkeit der Einschaltverluste verschiedener Leistungshalbleiter von
der Kommutierungsinduktivität L K .
Es ist zu sehen, daß sowohl IGBTs als auch MCTs sehr gut einschaltentlastbar sind. Bereits ab
einer Kommutierungsinduktivität von 3 µH sind die Verluste der hier verglichenen IGBTs und
MCT identisch und betragen im Fall der IGBTs nur noch ca. 15 % der Werte des harten Schaltens.
Im Gegensatz zum Ausschaltvorgang im ZVS-Betrieb trifft hier die sehr gute Einschaltentlastbarkeit
für PT- und NPT-IGBTs gleichermaßen zu.
Die beim Einschalten der IGBTs im ZCS-Mode auftretenden Verluste sind auf die Vorgänge
während der dynamischen Sättigungsphase zurückzuführen.
collector-emitter-voltage v CE [V]
collector current i C [A]
505
335
166
-4
72,1
48,1
EON [mJ]
BJT
NPT-IGBT
PT-IGBT
24
MCT
0
t=250ns/div
a) b)
LK [µH]
Bild 3.87
a) Entlasteter Einschaltvorgang eines NPT-IGBT (L K = 3,6 µH)
b) Einschaltverluste von ZCS als Funktion der Kommutierungsinduktivität L K (v K = 500 V, i L = 30 A,
T j = 30°C)
BJT = Bipolar Junction Transistor, MCT = MOS-Controlled Thyristor
Spannungsumkehr im ausgeschalteten ZCS mit Ausräumung der IGBT-
Restspeicherladung
Bild 3.88 zeigt die Vorgänge des passiven Ausschaltens von IGBT-ZCS (IGBT mit serieller und
antiparalleler Diode) mit anschließender Schalterspannungsumpolung.
Es ist deutlich zu erkennen, daß zum Zeitpunkt der Vorwärtsblockierspannungsaufnahme durch
den IGBT nach Ablauf der Schonzeit im Fall der PT-Struktur eine geringere Restladung ausgeräumt
werden muß (niedrigere Trägerlebensdauer), was zu geringeren Verlusten während dieses
Prozesses führt.
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