Микросекунд үед IGBT унтарсан үед юу болдог вэ

Цаг тутамдIGBTунтарвал маш бага хугацаанд хүчирхийлэлтэй зүйл тохиолддог.

CRE snubber конденсатортой болон CRE snubber конденсаторгүй IGBT унтрах оргил үеийг харуулсан хүчдэлийн долгионы хэлбэрийн харьцуулалт

Төхөөрөмжөөр урсах гүйдэл тасалддаг. Хэлхээний тэнэмэл индуктивт хадгалагдсан энерги хаашаа ч явахгүй. Энэ нь хүчдэлийн огцом өсөлт хэлбэрээр ялгардаг. Хэрэв энэ огцом өсөлтийг юу ч шингээхгүй бол IGBT-ийн нэрлэсэн хүчдэлээс давж, төхөөрөмжийг гэмтээж болзошгүй.

Энэ бол snubber конденсаторыг шийдэхийн тулд бүтээгдсэн яг тэр асуудал юм. Үүнийг зөв ойлгох нь зүйтэй, учир нь сайн snubber конденсатор болон дундаж конденсаторын хоорондох ялгаа нь төхөөрөмжийн эвдрэл эхний өдрөөсөө биш, харин хэдэн сарын дараа илэрдэг.

Снуббер конденсаторын ажил

A снуббер конденсаторунтраалга төхөөрөмжийн дээгүүр байрладаг бөгөөд ялгарсан энергийг аюулгүй газар хаа нэгтээ өгдөг.

IGBT унтрах үед конденсатор нь түр зуурын гүйдлийг шингээж, төхөөрөмж дээрх хүчдэл хэр хурдан өсөхийг (dv/dt) хязгаарладаг. Энэ ганц функц нь нэг дор гурван зүйлийг хийдэг: хүчдэлийн огцом өсөлтийг дарангуйлдаг, шилжүүлэлтийн алдагдлыг бууруулдаг, мөн хэлхээний үлдсэн хэсэгт стресс үүсгэдэг гүйдэл ба хүчдэлийн огцом өөрчлөлтийг жигд болгодог.

Үүнийг сайн ажиллуулахын тулд хоёр цахилгаан шинж чанар нь юунаас ч илүү чухал юм: бага эквивалент цуваа эсэргүүцэл (ESR) ба бага эквивалент цуваа индуктив (ESL). Өндөр ESR эсвэл ESL нь конденсаторын хариу үйлдлийг удаашруулж, хурдан шилжилтийг хэр үр дүнтэй хавчихыг хязгаарладаг. Ийм учраас металлжуулсан полипропилен хальс нь ихэнх snubber хэрэглээнд сонгогдсон материал юм. Энэ нь бага ESR/ESL-ийг өөрөө эдгэрдэг диэлектриктэй хослуулсан тул конденсатор нь давтан хүчдэлийн стрессийн дараа ч найдвартай ажилласаар байна.

Дотор ньSMJ-PCRE-ийн хуванцар хайрцаг IGBT Snubber конденсатор

CRE-ийн SMJ-P нь IGBT хамгаалалтад зориулагдсан хуванцар хайрцагтай, зэс оруулгатай конденсатор бөгөөд IGBT модуль дээр шууд суурилуулахад хялбар цагаан тугалган бүрсэн утастай.

CRE SMJ-P хуванцар хайрцаг IGBT snubber конденсатор нь цагаан тугалга бүрсэн зэс утастай

Техникийн гол үзүүлэлтүүд:

Бүтэц нь өөрөө цахилгаан гүйцэтгэлтэй ижил логик дээр суурилсан. Хуванцар гэрийг давирхайгаар битүүмжилсэн бөгөөд энэ нь ороомгийг чийг болон механик стрессээс хамгаалдаг. Тэнхлэгийн болон радиаль хар тугалганы тохиргоо хоёулаа байдаг тул ижил конденсаторын гэр бүл нь өөр өөр модулийн зохион байгуулалтад тохируулан өөрчлөн зохион бүтээхгүйгээр тохируулж болно.

Дэлгэрэнгүй мэдээлэл Ихэнх нийтлэлийг алгасах: Хар тугалганы геометр нь багтаамжтай адил чухал

Ихэнхснуббер конденсаторАгуулга нь "полипропилен хальс ашиглавал өөрөө эдгэрдэг" гэж зогсдог. Энэ үнэн, гэхдээ энэ нь инженерийн түүхийн зөвхөн тал хувь нь бөгөөд тухайн хэсэг нь өгөгдсөн хэлхээнд ажиллах эсэхийг шийддэггүй тал хувь нь юм.

Нөгөө тал нь гогцооны индуктив чанар юм. Хэрэв конденсаторын өөрийн индуктив чанар өндөр хэвээр байвал багтаамжийн утга нь дангаараа бага хүчдэлийн огцом өсөлтийг баталгаажуулдаггүй, учир нь терминалууд болон дотоод холболтуудын хоорондох гогцоонд үлдсэн индуктив чанар нь өөрөө хүчдэлийн огцом өсөлт эсвэл түр зуурын гүйдэл үүсгэх үүрэгтэй. Өөрөөр хэлбэл, урт, нимгэн утастай өндөр багтаамжтай хэсэг нь богино, өргөн терминалтай жижиг хэсгээс дутуу гүйцэтгэлтэй байж болно.

Урт утастай ба шууд суурилуулсан снуббер конденсаторын терминалуудын хоорондох гогцооны индуктив чанарыг харьцуулсан диаграмм

Ийм учраас угсралтын арга нь өгөгдлийн хуудсан дээр харагдаж байгаагаас илүү чухал юм. IGBT модуль дээр шууд шургуулж болох өргөн, хавтгай терминалтай конденсаторууд нь урт хар тугалган утсаар холбогдсон хэсгүүдээс бага индукцтэй байдаг. SMJ-P-ийн цагаан тугалган бүрсэн зэс оруулгын утас болон тэнхлэгийн эсвэл радиаль тохиргооны сонголтууд нь яг энэ шалтгааны улмаас байдаг: холболтын замыг богино байлгаж, нэрлэсэн багтаамж нь тодорхойлсон dv/dt хамгаалалтыг хангах боломжийг олгодог.

Өөрөө эдгэрэх шинж чанар нь тус тусад нь чухал хэвээр байна. Орон нутгийн диэлектрик эвдрэлд орсон металлжуулсан полипропилен хальс нь уг алдааг бүрэн эвдрэхийн оронд микросекундын дотор тусгаарладаг тул хальс нь керамик эсвэл электролитийн хувилбаруудаас илүү энэ хэрэглээнд стандарт диэлектрик хэвээр байна. Гэхдээ өөрөө эдгэрэх болон бага гогцооны индуктив чанар нь хоёр өөр инженерийн асуудал бөгөөд snubber конденсатор нь хоёуланг нь зөв ажиллуулах ёстой.

CRE-ийн өргөн хүрээтэй Snubber конденсаторын хүрээнд SMJ-P

ньSMJ-P хуванцар хайрцагны форматнь CRE-ийн IGBT болон GTO snubber хамгаалалтын хэд хэдэн утас болон хайрцагны тохиргооны нэг юм. Суурилуулалтын зай, утас чиглэл, дулааны шаардлагаас хамааран CRE нь мөн ижил металлжуулсан полипропилен хальсны технологи дээр суурилсан, ижил ESR/ESL гүйцэтгэлийн стандартын дагуу зохион бүтээгдсэн тэнхлэгийн утас болон Mylar-тусгай туузны хувилбаруудыг үйлдвэрлэдэг. Энэ нь дизайны баг нь үндсэн диэлектрик системийг эхнээс нь дахин тохируулахгүйгээр зохион байгуулалт өөрчлөгдөхийн хэрээр форматуудын хооронд шилжих боломжтой гэсэн үг юм.

Инженерүүд Snubber конденсаторын сонголтыг хэрхэн баталгаажуулдаг вэ

Өгөгдлийн хуудас дээрх багтаамж болон хүчдэлийн үнэлгээ нь snubber конденсатор өгөгдсөн хэлхээнд ажиллах эсэхийг баталгаажуулахад хангалтгүй юм. SEMIKRON-ы IGBT хэрэглээний тэмдэглэлд баримтжуулсан стандарт баталгаажуулалтын арга нь snubber конденсаторыг байрлуулсан болон байрлуулаагүй үед унтрах үеийн коллектор-эмиттерийн хүчдэлийн бодит долгионы хэлбэрийг хэмжиж, хамгийн муу нөхцөлд оргил нь IGBT-ийн нэрлэсэн хаалтын хүчдэлийн дотор хэвээр байгааг баталгаажуулах явдал юм. Унтрасны дараа гүйдэл нь snubber конденсатор руу шилжиж, шилжих мөчид гүйдлийн оргил үүсгэж, дараа нь snubber конденсатор болон DC холболтын хооронд намсгасан хэлбэлзэл үүсдэг бөгөөд хэлбэлзлийн давтамжийг автобусны шугамын паразит индуктив болон snubber конденсаторын утгаар тохируулдаг.

Хар тугалганы геометр болон шууд холболтын терминалын техник хангамжийг дараа нь бодож олохын оронд үндсэн дизайны хувьсагч болгон ашиглахад мөн адил анхаарал хандуулсан нь Корнелл Дубилиерийн хэвлүүлсэн Руди Севернсийн загварын лавлагаа зэрэг өргөн тархсан цахилгаан электроникийн дизайны уран зохиолд давтагддаг. Үндсэн физикийг мөн SMJ-P нь хангахаар бүтээгдсэн цахилгаан электроникийн конденсаторыг зохицуулдаг олон улсын стандарт болох IEC 61071-д албан ёсоор тусгасан болно. Эдгээр бүх эх сурвалжуудын гол санаа нь нийцтэй байна:Зорилго нь зөвхөн техникийн үзүүлэлтийн хуудсан дээрх багтаамжийн утга биш, харин унтрах үеийн оргил хүчдэлийн хэмжсэн, давтагдах боломжтой бууралт юм.

SMJ-P конденсаторыг хаана ашигладаг вэ

Тогтмол гүйдлийн автобусны төмөр зам дээр холбогдсон C3 снуббер конденсатор бүхий хагас гүүрний IGBT хэлхээний диаграмм.

Снуббер конденсаторууд нь тусгай бүрэлдэхүүн хэсэг биш юм. Эдгээр нь цахилгаан шилжүүлэгч төхөөрөмж өөрийн шилжүүлэгчийн үйлдлээс хамгаалах шаардлагатай газарт гарч ирдэг:

• Инвертер ба мотор хөтлөгч, IGBT-үүд тасралтгүй шилжиж, тогтмол dv/dt хамгаалалт шаарддаг

•Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цахилгаан электроник, шилжүүлэгчийн үр ашиг болон бүрэлдэхүүн хэсгийн урт наслалт нь хүрээ болон найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг

•Сэргээгдэх эрчим хүчний системүүднарны инвертер зэрэг хүчдэлийн огцом өсөлтийг дарах нь өндөр хүчин чадалтай унтраалга төхөөрөмжийг хэдэн арван жилийн турш ажиллуулахаас хамгаалдаг

•Шулуутгагч,SVC-үүдболон зүтгүүрийн цахилгаан хангамжөндөр импульсийн гүйдэл болон хүнд ажлын мөчлөгүүд нь ESR болон ESL гүйцэтгэлийг онцгой чухал болгодог

Эдгээр бүх програмуудын нийтлэг утга нь ижил байдаг: шилжих төхөөрөмжүүд нь түр зуурын үйл явцыг үүсгэдэг бөгөөд системийн ашиглалтын хугацаанд ямар нэгэн зүйл тэдгээрийг цэвэрхэн шингээж, мөчлөг бүрээр нь эргүүлэх ёстой.

Яагаад материал болон үйлдвэрлэлийн сонголтууд цаг хугацааны явцад улам бүр төвөгтэй болдог вэ

Өгөгдлийн хуудсан дээр snubber конденсаторын ажил энгийн харагдаж байна. Практикт гүйцэтгэлийг систем олон жилийн турш ажиллаж байх үед харагдахгүй нарийн ширийн зүйлсээр тодорхойлдог: диэлектрик нь стрессийн дараа хэрхэн тогтвортой өөрөө эдгэрдэг, үйлдвэрлэлийн багцад ESR болон ESL-ийг хэр нягт хянадаг, тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь зөвхөн өрөөний температурт биш харин бүрэн температурын хүрээнд тэсвэрлэдэг эсэх.

Тийм ч учраас CRE-ийн SMJ-P нь 100,000 цагийн ашиглалтын хугацааг ерөнхий тоо гэж хэлэхийн оронд тодорхой халуун цэгийн температурын нөхцөл (≤85°C)-тай холбодог бөгөөд тусгаарлагчийн эсэргүүцлийг нэг нийт тоон үзүүлэлт биш харин багтаамжийн хязгаараар тусад нь тодорхойлдог. Эдгээр нь зөвхөн маркетингийн мэдэгдэл биш, харин дизайныг баталгаажуулдаг инженерийн хувьд чухал үзүүлэлтүүд юм.

Түгээмэл асуултууд: IGBT Snubber конденсаторын сонголт

Q1：Юу вэIGBT снуббер конденсаторашигласан уу? 

IGBT снуббер конденсатор нь IGBT унтрах үед үүсэх хүчдэлийн огцом өсөлтийг дарангуйлж, төхөөрөмжийг нэрлэсэн хаалтын хүчдэлээс хэтрэхээс хамгаалдаг. CRE-ийн SMJ-P металлжуулсан полипропилен хальсан конденсаторыг энэ зорилгоор бүтээсэн бөгөөд 700В DC-ээс 3000В DC хүртэлх нэрлэсэн хүчдэлийн хязгаартай.

Q2：Зөв Snubber конденсатор үйлдвэрлэгчийг хэрхэн сонгох вэ? 

Бага ESR/ESL хальсан конденсатор, хүлээн зөвшөөрөгдсөн гэрчилгээ (IEC 61071, UL94V-0), захиалгат багтаамж эсвэл хүчдэлийн сонголтуудыг санал болгодог үйлдвэрлэгчийг хайж олоорой.CREнь DC-Link нийлүүлдэг хальсан конденсатор үйлдвэрлэгч юм.IGBT snubber, мөн цахилгаан электроник, сэргээгдэх эрчим хүч, төмөр замын тээврийн хэрэглээнд зориулсан EMC шүүлтүүртэй конденсаторууд нь тэнхлэгийн болон радиаль холболтын аль алиных нь тохиргоотой.

Q3：Полипропилен хальсан конденсаторыг бусад төрлийн Snubber конденсаторуудаас юугаараа илүү сайн болгодог вэ? 

Металлжуулсан полипропилен хальс нь бага ESR/ESL, өөрөө эдгэрдэг диэлектрик шинж чанар, өргөн температурын хүрээнд тогтвортой гүйцэтгэлийг санал болгодог тул электролит эсвэл керамик хувилбаруудтай харьцуулахад снубберийн хэрэглээнд стандарт диэлектрик болгодог. CRE-ийн SMJ-P нь -40°C-аас +85°C хүртэл ажилладаг бөгөөд 100,000 цагийн ашиглалтын хугацаатай.

SMJ-P-ийн бүрэн техникийн баримт бичгийг эндээс авах боломжтой: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

Ашигласан материал:

1. ШИНЭ ЭРЧИМ ХҮЧ БҮТЭЭХ, “Хуванцар хайрцаг IGBT Snubber конденсатор SMJ-P"," Бүтээгдэхүүний мэдээллийн хуудас. (https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html)

2. Семикрон Данфосс, “IGBT оргил хүчдэлийн хэмжилт ба Snubber конденсаторын үзүүлэлт”, Хэрэглээний тэмдэглэл AN 07-006.

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

3. Севернс, Руди. “Цахилгаан хэлхээнд зориулсан Snubbers-ийн дизайн.” Корнелл Дубильегийн хэрэглээний тэмдэглэл. (https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf)

Техникийн үзүүлэлтүүд нь бичиж байх үеийн нийтлэгдсэн өгөгдлийг тусгасан болно. Уншигчид эцсийн загварыг ашиглахаасаа өмнө үйлдвэрлэгчийн хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийн хуудастай харьцуулсан одоогийн үнэлгээг баталгаажуулах хэрэгтэй.