Kinachotokea katika Microsecond IGBT Inapozimwa

Kila wakatiIGBTInapozima, jambo la vurugu hutokea katika kipindi kidogo sana cha muda.

Ulinganisho wa umbo la mawimbi ya volteji unaoonyesha mwinuko wa kuzima kwa IGBT pamoja na na bila kipaza sauti cha CRE snubber

Mkondo unaopita kwenye kifaa hukatizwa. Nishati iliyohifadhiwa kwenye inductance iliyopotea ya saketi haina mahali pa kwenda. Hutolewa kama mwinuko wa volteji. Ikiwa hakuna kinachofyonza mwinuko huo, inaweza kuzidi volteji iliyokadiriwa ya IGBT na kuharibu kifaa.

Hili ndilo tatizo hasa ambalo kipaza sauti cha snubber kimeundwa kutatua. Na inafaa kueleweka ipasavyo, kwa sababu tofauti kati ya kipaza sauti kizuri cha snubber na kipaza sauti cha wastani huonekana kama kifaa kinashindwa kufanya kazi miezi au miaka mingi baadaye, si siku ya kwanza.

Kazi ya Mdhibiti wa Snubber

A kipaza sauti cha kupuuzahukaa kando ya kifaa cha kubadili na huipa nishati iliyotolewa mahali salama pa kwenda.

IGBT inapozima, capacitor hunyonya mkondo wa muda mfupi na hupunguza kasi ya volteji kupanda (dv/dt) kwenye kifaa. Kitendaji hicho kimoja hufanya mambo matatu kwa wakati mmoja: hukandamiza miiba ya volteji, hupunguza hasara za kubadili, na hulainisha mkondo wa ghafla na mabadiliko ya volteji ambayo husisitiza sehemu iliyobaki ya mzunguko.

Ili hili lifanye kazi vizuri, sifa mbili za umeme ni muhimu zaidi kuliko kitu kingine chochote: upinzani mdogo wa mfululizo sawa (ESR) na inductance ndogo ya mfululizo sawa (ESL). ESR ya juu au ESL hupunguza mwitikio wa capacitor na hupunguza jinsi inavyoweza kubana mpito wa haraka. Hii pia ndiyo sababu filamu ya polipropen ya metali ndiyo nyenzo inayochaguliwa kwa matumizi mengi yasiyofaa. Inachanganya ESR/ESL ya chini na dielectric inayojiponya yenyewe, kwa hivyo capacitor inaendelea kufanya kazi kwa uhakika hata baada ya mkazo wa volteji unaorudiwa.

Ndani yaSMJ-P: Kifaa cha Kukunja cha IGBT cha Plastiki cha CRE

SMJ-P ya CRE ni kipaza sauti cha plastiki kilichotengenezwa kwa madhumuni ya ulinzi wa IGBT, chenye vifuniko vya shaba vilivyofunikwa kwa bati kwa ajili ya usakinishaji rahisi moja kwa moja kwenye moduli ya IGBT.

Kisanduku cha plastiki cha CRE SMJ-P cha IGBT chenye waya za shaba zilizofunikwa kwa bati

Vigezo muhimu vya kiufundi:

Ujenzi wenyewe umejengwa kwa kutumia mantiki sawa na utendaji wa umeme. Kesi ya plastiki imefungwa kwa resini, ambayo inalinda vilima kutokana na unyevu na msongo wa mitambo. Usanidi wa risasi wa mhimili na radial unapatikana, kwa hivyo familia moja ya capacitor inaweza kutoshea miundo tofauti ya moduli bila muundo mpya maalum kila wakati.

Maelezo Zaidi Makala Nyingi Hurukwa: Jiometri ya Kiongozi Ni Muhimu Sana Kama Uwezo

Zaidikipaza sauti cha kupuuzaMaudhui yanaishia kwenye "tumia filamu ya polipropilini, hujiponya yenyewe." Hiyo ni kweli, lakini ni nusu tu ya hadithi ya uhandisi, na ni nusu ambayo haiamui kama sehemu fulani inafanya kazi katika saketi fulani.

Nusu nyingine ni inductance ya kitanzi. Thamani ya capacitance pekee haihakikishi spike ya volteji ya chini ikiwa inductance ya capacitor inabaki juu, kwa sababu inductance iliyobaki katika kitanzi kati ya vituo na miunganisho ya ndani yenyewe inawajibika kwa kutoa spike ya volteji au ya muda mfupi. Kwa maneno mengine, sehemu yenye capacitance ya juu yenye leads ndefu na nyembamba inaweza kufanya kazi vibaya kwa sehemu ndogo yenye vituo vifupi na vipana.

Mchoro unaolinganisha upenyezaji wa kitanzi kati ya vituo vya capacitor vya snubber vyenye risasi ndefu na vilivyowekwa moja kwa moja

Hii pia ndiyo sababu mbinu ya kupachika ni muhimu zaidi kuliko inavyoonekana kwenye laha ya data. Vipokea sauti vyenye vituo vipana, tambarare ambavyo vinaweza kuunganishwa moja kwa moja kwenye moduli ya IGBT hufikia kiwango cha chini cha kujiingiza kuliko sehemu zilizounganishwa kupitia waya ndefu za risasi. Vitoa sauti vya shaba vilivyofunikwa kwa bati vya SMJ-P na chaguo la usanidi wa mhimili au radial vipo kwa sababu hii hasa: kuweka njia ya muunganisho kuwa fupi na kuruhusu uwezo uliokadiriwa kutoa ulinzi wa dv/dt ambao umebainishwa.

Sifa ya kujiponya yenyewe bado ni muhimu, kando. Filamu ya polipropilini yenye metali ambayo hupata uharibifu wa dielektriki wa ndani hutenga hitilafu hiyo katika mikrosekunde, badala ya kushindwa moja kwa moja, ndiyo maana filamu inabaki kuwa dielektriki ya kawaida kwa programu hii kuliko njia mbadala za kauri au elektroliti. Lakini kujiponya yenyewe na upenyezaji mdogo wa kitanzi ni matatizo mawili tofauti ya uhandisi, na kipaza sauti cha snubber lazima kifanye yote mawili sawa.

SMJ-P Ndani ya Safu ya Kifaa Kinachoweza Kufyonzwa cha CRE

YaMuundo wa kisanduku cha plastiki cha SMJ-Pni mojawapo ya usanidi kadhaa wa risasi na kesi ambao CRE hutoa kwa ajili ya ulinzi wa kupuuza IGBT na GTO. Kulingana na nafasi ya kupachika, mwelekeo wa risasi, na mahitaji ya joto, CRE pia hutoa aina za risasi za axial na Mylar-tepu zilizojengwa kwenye teknolojia sawa ya filamu ya polipropen iliyotengenezwa kwa metali na iliyoundwa kwa viwango sawa vya utendaji wa ESR/ESL. Hii ina maana kwamba timu ya wabunifu inaweza kusonga kati ya miundo kadri mpangilio unavyobadilika, bila kustahili upya mfumo wa dielectric wa msingi kuanzia mwanzo.

Jinsi Wahandisi Wanavyothibitisha Chaguo la Kifaa cha Kuzuia Msongamano

Ukadiriaji wa uwezo na volteji kwenye laha ya data haitoshi kuthibitisha kuwa capacitor ya snubber itafanya kazi katika saketi fulani. Mbinu ya kawaida ya uthibitishaji, iliyoandikwa na SEMIKRON katika maelezo yake ya matumizi ya IGBT, ni kupima umbo halisi la volteji ya mkusanyaji-kitoaji wakati wa kuzima, ikiwa na au bila capacitor ya snubber mahali pake, na kuthibitisha kilele kinabaki ndani ya volteji ya kuzuia iliyokadiriwa ya IGBT chini ya hali mbaya zaidi. Baada ya kuzima, mkondo hubadilika na kuwa capacitor ya snubber, na kutoa kilele cha mkondo wakati wa kubadili papo hapo, ikifuatiwa na mtetemo uliopunguzwa kati ya capacitor ya snubber na kiungo cha DC, huku masafa ya mtetemo yakiwekwa na inductance ya vimelea ya baa ya basi na thamani ya capacitor ya snubber.

Msisitizo huu huo juu ya jiometri ya risasi na vifaa vya mwisho vinavyowekwa moja kwa moja kama kigezo cha msingi cha muundo, badala ya wazo la baadaye, unarudiwa katika fasihi ya usanifu wa vifaa vya elektroniki vya umeme vilivyosambazwa sana, ikiwa ni pamoja na marejeleo ya usanifu wa Rudy Severns yaliyochapishwa na Cornell Dubilier. Fizikia ya msingi pia imerasimishwa katika IEC 61071, vidhibiti vya kawaida vya kimataifa vya vifaa vya elektroniki vya umeme, ambavyo SMJ-P imeundwa kukidhi. Hoja katika vyanzo hivi vyote ni thabiti:Lengo si tu thamani ya uwezo kwenye karatasi maalum, ni upunguzaji unaopimwa na unaoweza kurudiwa wa volteji ya kilele wakati wa kuzima.

Ambapo Vidhibiti vya SMJ-P Vinatumika

Mchoro wa saketi ya IGBT ya nusu-daraja yenye kipaza sauti cha C3 kilichounganishwa kwenye reli za basi la DC.

Vipokezi vya umeme visivyo na nguvu si sehemu muhimu. Huonekana pale ambapo kifaa cha kubadili umeme kinahitaji ulinzi kutokana na kitendo chake cha kubadili:

• Vigeuzi na viendeshi vya mota, ambapo IGBT hubadilika kila mara na zinahitaji ulinzi thabiti wa dv/dt

•Elektroniki za umeme za magari, ambapo ufanisi wa ubadilishaji na muda mrefu wa vipengele huathiri moja kwa moja masafa na uaminifu

•Mifumo ya nishati mbadala, ikiwa ni pamoja na vibadilishaji nishati ya jua, ambapo ukandamizaji wa volteji hulinda vifaa vya kubadilishia umeme wa juu kwa miongo kadhaa ya uendeshaji

•Virekebishaji,SVC, na vifaa vya umeme vya injini, ambapo mikondo ya juu ya mapigo na mizunguko ya wajibu inayohitaji nguvu nyingi hufanya utendaji wa ESR na ESL kuwa muhimu sana

Uzi wa kawaida katika programu hizi zote ni sawa: vifaa vya kubadilisha hutoa vipindi vya mpito, na kitu kinapaswa kuvinyonya vizuri, mzunguko baada ya mzunguko, kwa maisha yote ya mfumo.

Kwa Nini Chaguo za Nyenzo na Uzalishaji Huchanganyika Baada ya Muda

Kazi ya capacitor ya snubber inaonekana rahisi kwenye karatasi ya data. Kwa vitendo, utendaji huamuliwa na maelezo ambayo hayaonekani hadi mfumo utakapokuwa ukifanya kazi kwa miaka mingi: jinsi dielectric inavyojiponya mara kwa mara baada ya msongo wa mawazo, jinsi ESR na ESL zinavyodhibitiwa kwa ukali katika kundi la uzalishaji, na kama upinzani wa insulation unadumu katika kiwango kamili cha halijoto badala ya kwenye halijoto ya kawaida tu.

Hii ndiyo sababu SMJ-P ya CRE inaunganisha ukadiriaji wake wa matarajio ya maisha ya saa 100,000 na hali maalum ya halijoto ya hotspot (≤85°C), badala ya kuisema kama nambari ya jumla, na kwa nini upinzani wa insulation huainishwa kando na kiwango cha uwezo badala ya kama takwimu moja ya blanketi. Hizi ni aina za vipimo ambavyo ni muhimu kwa mhandisi anayethibitisha muundo, si tu dai la uuzaji.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara: Uteuzi wa Kifaa cha Kuweka Kifaa cha Kukunja cha IGBT

Q1：Ni niniKifaa cha kuchuja cha IGBTkutumika kwa ajili ya? 

Kifaa cha kupooza cha IGBT huzuia miiba ya volteji inayozalishwa wakati IGBT inapozima, na kulinda kifaa kutokana na kuzidi volteji yake ya kuzuia iliyokadiriwa. Kifaa cha kupooza filamu cha polipropilini cha SMJ-P cha CRE kimeundwa kwa kusudi hili, kikiwa na kiwango cha volteji kilichokadiriwa cha 700V DC hadi 3000V DC.

Q2：Ninawezaje kuchagua mtengenezaji sahihi wa capacitor ya snubber? 

Tafuta mtengenezaji anayetoa vipokezi vya filamu vya ESR/ESL vya chini, vyeti vinavyotambulika (IEC 61071, UL94V-0), na chaguo maalum za uwezo au volteji.CREni mtengenezaji wa capacitor ya filamu anayesambaza DC-Link,Mchafuzi wa IGBT, na vichujio vya EMC vya umeme wa umeme, nishati mbadala, na matumizi ya usafiri wa reli, pamoja na usanidi wa risasi wa mhimili na radial unaopatikana.

Q3：Ni nini hufanya capacitor ya filamu ya polypropen kuwa bora kuliko aina zingine za capacitor za snubber? 

Filamu ya polipropilini yenye metali hutoa ESR/ESL ya chini, sifa za dielektriki zinazojiponya zenyewe, na utendaji thabiti katika kiwango kikubwa cha halijoto, na kuifanya kuwa dielektriki ya kawaida kwa matumizi ya kupuuza ikilinganishwa na njia mbadala za elektroliti au kauri. SMJ-P ya CRE hufanya kazi kutoka -40°C hadi +85°C ikiwa na matarajio ya maisha ya saa 100,000.

Nyaraka kamili za kiufundi za SMJ-P zinapatikana hapa: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

Marejeleo:

1. CRE NISHATI MPYA, “Kifaa cha Kukunja cha IGBT cha Sanduku la Plastiki SMJ-P,” Datasheet ya Bidhaa. （https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html）

2. Semikron Danfoss, “Kipimo cha Voltage ya Kilele cha IGBT na Vipimo vya Kifaa cha Kuzuia Uchafuzi, “Dokezo la Matumizi AN 07-006.

（https://assets.danfoss.com/documents/latest/444044/AB501644922487en-000201.pdf）

3. Severns, Rudy. "Ubunifu wa Snubbers kwa Saketi za Umeme." Dokezo la Maombi la Cornell Dubilier. （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

Vipimo vya kiufundi vinaonyesha data iliyochapishwa wakati wa kuandika. Wasomaji wanapaswa kuthibitisha ukadiriaji wa sasa dhidi ya lahajedwali ya data ya hivi karibuni ya mtengenezaji kabla ya matumizi ya mwisho ya muundo.