Ի՞նչ է կատարվում միկրովայրկյանի ընթացքում, երբ IGBT-ն անջատվում է

Ամեն անգամ, երբԻԳԲՏանջատվում է, շատ կարճ ժամանակահատվածում բռնի ինչ-որ բան է տեղի ունենում։

Լարման ալիքային ձևերի համեմատություն, որը ցույց է տալիս IGBT անջատման կտրուկ աճը CRE ճնշիչ կոնդենսատորով և առանց դրա

Սարքով հոսող հոսանքը ընդհատվում է։ Շղթայի թափառող ինդուկտիվության մեջ կուտակված էներգիան ոչ մի տեղ չունի գնալու։ Այն արտանետվում է որպես լարման կտրուկ աճ։ Եթե ոչինչ չի կլանում այդ կտրուկ աճը, այն կարող է գերազանցել IGBT-ի անվանական լարումը և վնասել սարքը։

Սա հենց այն խնդիրն է, որի լուծման համար նախատեսված է ճնշող կոնդենսատորը։ Եվ արժե այն լավ հասկանալ, քանի որ լավ և միջին ճնշող կոնդենսատորի միջև տարբերությունը երևում է սարքի խափանումներից ամիսներ կամ տարիներ անց, այլ ոչ թե առաջին օրը։

Սնաբբերի կոնդենսատորի աշխատանքը

A ճնշող կոնդենսատորտեղադրված է անջատիչ սարքի դիմաց և այդ արտանետված էներգիան տրամադրում է անվտանգ տեղ։

Երբ IGBT-ն անջատվում է, կոնդենսատորը կլանում է անցողիկ հոսանքը և սահմանափակում սարքի վրա լարման բարձրացման արագությունը (dv/dt): Այդ միակ գործառույթը միաժամանակ կատարում է երեք բան՝ այն ճնշում է լարման կտրուկ տատանումները, նվազեցնում է անջատման կորուստները և հարթեցնում է հոսանքի և լարման կտրուկ փոփոխությունները, որոնք ծանրաբեռնում են շղթայի մնացած մասը:

Որպեսզի սա լավ աշխատի, երկու էլեկտրական հատկություններ ավելի կարևոր են, քան որևէ այլ բան՝ ցածր համարժեք շարքային դիմադրությունը (ESR) և ցածր համարժեք շարքային ինդուկտիվությունը (ESL): Բարձր ESR-ը կամ ESL-ը դանդաղեցնում է կոնդենսատորի արձագանքը և սահմանափակում է, թե որքան արդյունավետ կարող է այն ճնշել արագ անցումային հոսքը: Ահա թե ինչու մետաղացված պոլիպրոպիլենային թաղանթը նախընտրելի նյութ է ճնշող կիրառությունների մեծ մասի համար: Այն համատեղում է ցածր ESR/ESL-ը ինքնաբուժվող դիէլեկտրիկի հետ, այնպես որ կոնդենսատորը շարունակում է հուսալիորեն աշխատել նույնիսկ կրկնվող լարման լարվածությունից հետո:

ՆերսումSMJ-PCRE-ի պլաստիկե տուփի IGBT ճնշիչ կոնդենսատոր

CRE-ի SMJ-P-ն պլաստիկե տուփից պատրաստված ճնշիչ կոնդենսատոր է, որը նախատեսված է IGBT լարման պաշտպանության համար և ունի անագապատ պղնձե ներդիր լարեր՝ IGBT մոդուլի վրա ուղղակիորեն հեշտ տեղադրման համար։

CRE SMJ-P պլաստիկե տուփի IGBT անջատիչ կոնդենսատոր՝ անագապատ պղնձե լարերով

Հիմնական տեխնիկական պարամետրերը.

Կառուցվածքն ինքնին կառուցված է նույն տրամաբանության շուրջ, ինչ էլեկտրական աշխատանքը։ Պլաստիկ պատյանը կնքված է խեժով, որը պաշտպանում է փաթույթը խոնավությունից և մեխանիկական լարվածությունից։ Հասանելի են ինչպես առանցքային, այնպես էլ ճառագայթային լարերի կոնֆիգուրացիաներ, ուստի նույն կոնդենսատորների ընտանիքը կարող է տեղավորվել տարբեր մոդուլների դասավորություններում՝ առանց ամեն անգամ անհատական ​​վերաձևավորման անհրաժեշտության։

Մանրամասներ, որոնց մեծ մասը բաց է թողնում հոդվածները. Կապարի երկրաչափությունը նույնքան կարևոր է, որքան տարողունակությունը

Առավելճնշող կոնդենսատորԲովանդակությունը սահմանափակվում է «օգտագործեք պոլիպրոպիլենային թաղանթ, այն ինքնավերականգնվում է» արտահայտությամբ։ Դա ճիշտ է, բայց դա ինժեներական պատմության միայն կեսն է, և հենց այդ կեսն է իրականում որոշում, թե արդյոք տվյալ մասը աշխատում է տվյալ շղթայում։

Մյուս կեսը օղակի ինդուկտիվությունն է: Միայն տարողության արժեքը չի երաշխավորում ցածր լարման թռիչք, եթե կոնդենսատորի ինքնաինդուկտիվությունը մնում է բարձր, քանի որ կոնդենսատորի և ներքին միացումների միջև օղակում մնացած ինդուկտիվությունն ինքնին պատասխանատու է լարման թռիչքի կամ անցումային երևույթի առաջացման համար: Այլ կերպ ասած, երկար, բարակ լարերով բարձր տարողության մասը կարող է թերաշխատել կարճ, լայն ծայրերով փոքր մասի համեմատ:

Երկար և ուղիղ միացման ճնշիչ կոնդենսատորային միացումների միջև օղակային ինդուկտիվության համեմատական ​​դիագրամ

Ահա թե ինչու է ամրացման եղանակն ավելի կարևոր, քան թվում է տվյալների թերթիկում: Լայն, հարթ ծայրերով կոնդենսատորները, որոնք կարող են ուղղակիորեն պտուտակվել IGBT մոդուլի վրա, ապահովում են ավելի ցածր ինքնաինդուկտիվություն, քան երկար լարերով միացված մասերը: SMJ-P-ի անագապատ պղնձե ներդիր լարերը և առանցքային կամ ճառագայթային կոնֆիգուրացիայի ընտրությունը գոյություն ունեն հենց այս պատճառով՝ միացման ուղին կարճ պահել և թույլ տալ, որ անվանական տարողունակությունը իրականում ապահովի այն dv/dt պաշտպանությունը, որի համար նախատեսված է:

Ինքնաբուժման հատկությունը դեռևս կարևոր է, առանձին վերցրած։ Մետաղացված պոլիպրոպիլենային թաղանթը, որը տեղայնացված դիէլեկտրիկ խզման է ենթարկվում, այդ խափանումը մեկուսացնում է միկրովայրկյանների ընթացքում՝ փոխարենը լրիվ խափանվելու, այդ իսկ պատճառով թաղանթը մնում է այս կիրառման համար ստանդարտ դիէլեկտրիկը՝ կերամիկական կամ էլեկտրոլիտիկ այլընտրանքների համեմատ։ Սակայն ինքնաբուժումը և ցածր օղակային ինդուկտիվությունը երկու տարբեր ինժեներական խնդիրներ են, և ճնշող կոնդենսատորը պետք է երկուսն էլ ճիշտ ապահովի։

SMJ-P CRE-ի ավելի լայն ճնշող կոնդենսատորների շարքում

TheSMJ-P պլաստիկե տուփի ձևաչափCRE-ն առաջարկում է IGBT և GTO անջատիչներից պաշտպանության համար նախատեսված մի քանի կապարների և պատյանների կոնֆիգուրացիաներից մեկը: Կախված տեղադրման տարածքից, կապարի կողմնորոշումից և ջերմային պահանջներից՝ CRE-ն նաև արտադրում է առանցքային կապար և Mylar ժապավենային տարբերակներ, որոնք կառուցված են նույն մետաղացված պոլիպրոպիլենային թաղանթի տեխնոլոգիայի վրա և նախագծված են նույն ESR/ESL կատարողականության ստանդարտներին համապատասխան: Սա նշանակում է, որ նախագծային թիմը կարող է անցնել ձևաչափերի միջև՝ դասավորության զարգացմանը զուգընթաց՝ առանց հիմքում ընկած դիէլեկտրիկ համակարգը զրոյից վերաորակավորելու:

Ինչպես են ինժեներները ստուգում ճնշող կոնդենսատորի ընտրությունը

Տվյալների թերթիկում տարողունակությունն ու լարման անվանական արժեքը բավարար չեն տվյալ շղթայում ճնշող կոնդենսատորի աշխատանքի հաստատման համար: SEMIKRON-ի կողմից իր IGBT կիրառման նշումներում փաստաթղթավորված ստանդարտ ստուգման մեթոդը անջատման պահին կոլեկտոր-ճառագայթիչ լարման իրական ալիքային ձևի չափումն է՝ ճնշող կոնդենսատորի առկայությամբ և առանց դրա, և հաստատումը, որ գագաթնակետը մնում է IGBT-ի անվանական արգելափակող լարման սահմաններում ամենավատ դեպքում: Անջատումից հետո հոսանքը փոխակերպվում է ճնշող կոնդենսատորի մեջ՝ անջատման պահին առաջացնելով հոսանքի գագաթնակետ, որին հաջորդում է ճնշող կոնդենսատորի և DC միացման միջև մարված տատանում, որի տատանման հաճախականությունը սահմանվում է շղթայի պարազիտային ինդուկտիվությամբ և ճնշող կոնդենսատորի արժեքով:

Այս նույն շեշտադրումը, որը վերաբերում է կապարի երկրաչափությանը և ուղիղ միացման տերմինալային սարքավորումներին որպես հիմնական նախագծային փոփոխական, այլ ոչ թե որպես երկրորդական մտածողություն, արձագանք է գտնում լայնորեն շրջանառվող ուժային էլեկտրոնիկայի նախագծման գրականության մեջ, այդ թվում՝ Ռուդի Սևերնսի «snubber նախագծման հղումը», որը հրատարակվել է Կոռնել Դյուբիլիեի կողմից: Հիմքում ընկած ֆիզիկան նաև ձևակերպված է IEC 61071-ում, որը ուժային էլեկտրոնիկայի կոնդենսատորները կարգավորող միջազգային ստանդարտն է, որին SMJ-P-ն նախագծված է համապատասխանելու համար: Այս բոլոր աղբյուրների կետը համընկնում է.Նպատակը միայն տեխնիկական բնութագրերի թերթիկի վրա տարողության արժեքը չէ, այլ անջատման ժամանակ գագաթնակետային լարման չափված, կրկնվող նվազումը։

Որտեղ են օգտագործվում SMJ-P կոնդենսատորները

Կիսակամուրջ IGBT սխեմա՝ C3 ճնշիչ կոնդենսատորով, որը միացված է հաստատուն հոսանքի շասսիի ռելսերին։

Զսպող կոնդենսատորները նեղ մասնագիտացված բաղադրիչ չեն։ Դրանք հայտնվում են այնտեղ, որտեղ հզորության անջատիչ սարքը պաշտպանության կարիք ունի իր սեփական անջատիչ գործողությունից։

• Ինվերտորներ և շարժիչային շարժիչներ, որտեղ IGBT-ները անընդհատ անջատվում են և կարիք ունեն հետևողական dv/dt պաշտպանության

•Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների հզորության էլեկտրոնիկա, որտեղ անջատման արդյունավետությունը և բաղադրիչների երկարակեցությունը անմիջականորեն ազդում են հեռավորության և հուսալիության վրա

•Վերականգնվող էներգիայի համակարգեր, ներառյալ արևային ինվերտորները, որտեղ լարման կտրուկ անկման ճնշումը պաշտպանում է բարձր հզորության անջատիչ սարքերը տասնամյակների շահագործման ընթացքում

•Ուղղիչներ,SVC-ներև շոգեքարշի էլեկտրամատակարարում, որտեղ բարձր իմպուլսային հոսանքները և պահանջկոտ աշխատանքային ցիկլերը ESR և ESL կատարողականությունը դարձնում են հատկապես կարևոր

Այս բոլոր կիրառությունների ընդհանուր գիծը նույնն է. անջատիչ սարքերը առաջացնում են անցումային երևույթներ, և ինչ-որ բան պետք է մաքուր կլանի դրանք՝ ցիկլ առ ցիկլ, համակարգի ողջ կյանքի ընթացքում։

Ինչու են նյութերի և արտադրության ընտրությունները բարդանում ժամանակի ընթացքում

Տեխնիկական տվյալների թերթիկում ճնշող կոնդենսատորի աշխատանքը պարզ է թվում: Գործնականում աշխատանքը որոշվում է մանրամասներով, որոնք երևում են միայն այն ժամանակ, երբ համակարգը տարիներ շարունակ աշխատում է. որքան հետևողականորեն է դիէլեկտրիկը ինքնավերականգնվում լարվածությունից հետո, որքան ամուր են ESR-ը և ESL-ը վերահսկվում արտադրական խմբաքանակի ընթացքում, և արդյոք մեկուսացման դիմադրությունը դիմանում է ամբողջ ջերմաստիճանային տիրույթում, այլ ոչ թե միայն սենյակային ջերմաստիճանում:

Ահա թե ինչու CRE-ի SMJ-P-ն իր 100,000 ժամյա կյանքի տևողության գնահատականը կապում է որոշակի տաք կետի ջերմաստիճանի պայմանի հետ (≤85°C), այլ ոչ թե որպես ընդհանուր թիվ, և ինչու մեկուսացման դիմադրությունը նշվում է առանձին՝ տարողունակության միջակայքով, այլ ոչ թե որպես մեկ ընդհանուր թիվ: Սրանք այն տեսակի տեխնիկական բնութագրերն են, որոնք կարևոր են դիզայնը վավերացնող ինժեների համար, այլ ոչ թե պարզապես մարքեթինգային պնդումը:

Հաճախակի տրվող հարցեր. IGBT ճնշիչ կոնդենսատորի ընտրություն

Q1：Ի՞նչ էIGBT ճնշիչ կոնդենսատորօգտագործվում է դրա համար՞ 

IGBT ճնշող կոնդենսատորը ճնշում է IGBT-ի անջատման ժամանակ առաջացող լարման կտրուկ տատանումները՝ պաշտպանելով սարքը իր անվանական արգելափակման լարման գերազանցումից: CRE-ի SMJ-P մետաղացված պոլիպրոպիլենային թաղանթային կոնդենսատորը նախագծված է այս նպատակով՝ 700 Վ հաստատուն հոսանքից մինչև 3000 Վ հաստատուն հոսանք անվանական լարման միջակայքով:

Q2：Ինչպե՞ս ընտրել ճիշտ ճնշող կոնդենսատորի արտադրողը։ 

Փնտրեք մի արտադրող, որն առաջարկում է ցածր ESR/ESL թաղանթային կոնդենսատորներ, ճանաչված հավաստագրեր (IEC 61071, UL94V-0) և հատուկ տարողունակության կամ լարման տարբերակներ:ԿՐԵDC-Link մատակարարող թաղանթային կոնդենսատորների արտադրող է,IGBT սնաբբեր, և էլեկտրամագնիսական համատեղելիության (ԷՀՀ) ֆիլտրի կոնդենսատորներ ուժային էլեկտրոնիկայի, վերականգնվող էներգիայի և երկաթուղային տարանցման կիրառությունների համար, հասանելի են ինչպես առանցքային, այնպես էլ ճառագայթային միացումների կոնֆիգուրացիաներ։

Q3：Ի՞նչն է պոլիպրոպիլենային թաղանթային կոնդենսատորը դարձնում ավելի լավ, քան մյուս տեսակի ճնշող կոնդենսատորները։ 

Մետաղացված պոլիպրոպիլենային թաղանթն առաջարկում է ցածր ESR/ESL, ինքնաբուժվող դիէլեկտրիկ հատկություններ և կայուն աշխատանք լայն ջերմաստիճանային տիրույթում, ինչը այն դարձնում է ստանդարտ դիէլեկտրիկ ճնշող նյութերի կիրառման համար՝ համեմատած էլեկտրոլիտիկ կամ կերամիկական այլընտրանքների հետ: CRE-ի SMJ-P-ն աշխատում է -40°C-ից մինչև +85°C՝ 100,000 ժամ գնահատված ծառայության ժամկետով:

SMJ-P-ի ամբողջական տեխնիկական փաստաթղթերը հասանելի են այստեղ՝ https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

Հղումներ՝

1. ՍՏԵՂԾԵՔ ՆՈՐ ԷՆԵՐԳԻԱ,Պլաստիկ տուփի IGBT անջատիչ կոնդենսատոր SMJ-P«,» ապրանքի տվյալների թերթիկ։ (https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html)

2. Սեմիկրոն Դանֆոս, «IGBT գագաթնակետային լարման չափում և ճնշիչ կոնդենսատորի սպեցիֆիկացիա», Կիրառական նշում AN 07-006։

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

3. Սևերնս, Ռուդի։ «Հզոր շղթաների համար ամորտիզատորների նախագծում»։ Կոռնել Դյուբիլիեի կիրառական նշում։ （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

Տեխնիկական բնութագրերը արտացոլում են գրելու պահին հրապարակված տվյալները: Կարդացողները պետք է վերջնական նախագծային օգտագործումից առաջ ճշգրտեն ներկայիս գնահատականները արտադրողի վերջին տվյալների թերթիկի հետ: