Динамо-машины  Моделирование транзисторов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Дополнительное слагаемое Pf в формуле для мощности представляет собой потери мощности на открытом диоде, входящем в состав некоторых IGBT, во время прямого восстановления. Для упрощения можно предположить, что нагрузка имеет индуктивный характер (это наиболее тяжелый режим), и ток течет через диод все время, пока транзистор закрыт. Vfnn - это падение напряжения на открытом диоде.

Задача несколько усложняется, если транзистор работает в режиме синусоидальной ШИМ-модуляции. На рис.5 показаны эпюры токов и напряжения реального полумостового усилителя на IGBT-транзисторах, работающего на активно-индуктивную нагрузку. 1с - ток транзистора верхнего плеча полумоста, Ifm - ток антипараллельного диода. Расчет производился с помощью программы PSPICE, транзисторы IGBT при расчете были представлены, как макромодели.

Как видно из графиков, полпериода огибающей ток и транзисторе изменяется по синусоидальному закону, а вторые полпериода по тому же закону изменяется ток в антипараллельном диоде за счет тока транзистора второго плеча. Из-за индуктивного характера нагрузки ток сдвинут по фазе относительно выходного напряжения.

Однако приведенные выше формулы можно использовать и в этом случае, допустив некоторые упрощения. Формула для мощности (7) будет выглядеть следующим образом:

Р =0,64(Pc+Pd-hPf)

В формуле для Tj вместо скважности D необходимо подставить коэффициент модуляции, а длительность импульса t необходимо взять максимально возможную. Эксперимент показывает, что погрешность расчета для режима синусоидальной модуляции не превышает 20%.

Ниже даются результаты расчета режимов транзистора IRGPC20U, произведенные по указанной методике. Расчеты производились с помощью программы EUREKA.

Коэффициенты К1...К6 приведены в таблице 1.

В таблице 2 даны результаты расчета максимально допустимого тока для следующих исходных данных:

0=0.5

Tj=125

Ts=90

Для сравнения приведены значения тока, взятые из графика Load Current vs. Frequency, приведенного в справочных данных на транзистор IRGPC20U (см. рис.б).

1К ........... .....

О v.

Рис.5

Таблица 1

Литература:

1. Тепловые параметры силовых модулей в ШИМ преобразователях Sven Konrad Technical University of llmenau, Germany - 5еглоп5 AG 1997.

2. Нормы no току, область безопасной работы и параметры переключения на высоких частотах мощных МОП ПТ S. Clemente, B.R.Pelly, R. Ruttonsha - International Rectifier Application Handbook, Воронеж, 1995