Цитата(alex2703 @ Jul 12 2006, 01:47)
Цитата(SmartRed @ Jul 11 2006, 08:18)
Цитата(alex2703 @ Jul 11 2006, 10:53)
"При данных условиях и напряжении питания 120В (ваш аварийный случай) этот прибор может коммутировать 30 А."
Уважаемый SmartRed. Поясните, пожалуйста, Ваше предположение. Оно только теоретическое или Вы на практике пробовали это? О какой частоте идет речь?
Я это посчитал исходя из документации на прибор при условиях:
температура кристалла 125, корпуса 60, напряжение 120 В, частота 50кГц, сопротивление в цепи затвора 10 Ом, работа в полумосте с такимже IGBT на индуктивную нагрузку.
Уважаемый SmartRed! Не могли бы Вы привести свой пример расчета для требуемых параметров - частоты, тока, напряжения.
По моим соображениям - по графику зависимости тока нагрузки от частоты, получается, что при частоте 40кГц ток RMS за период может быть где-то ампер 8-9, т.е при скважности 0.5 - амплитудное значение - 16-18 ампер, тепература кристалла -125С, корпуса - 90С. Но ведь есть еще и ипульснный ток восстановления диода, которы пусть и протекает кратковременно, но его амплитуда большая. Нагрев будет еще больше. Тем более, в преобразователе будут, наверное, перегрузки. Их тоже нужно учитывать. Поэтому 1.5-2-кратный запас по току не помешает и даже необходим. И еще - производители трехфазных преобразователей для электроприводов не рекомендую перегревать радиаторы свыше 25-30С над окружающей средой. Это не совсем подходит под наш случай, но все же...Силовая электроника не терпит крайностей. Хотя, давайте обсуждать дальше.
Сразу оговорюсь, что я отвечал на вопрос вопрошающего о максимальном коммутируемом
токе, при котором может работать IGBT исходя из его требований. Вопросы защиты от перегрузок,
т.е. однократные режимы а также выбор запаса по току это отдельная тема и я ее не затрагивал.
Документация на IGBT у IR откровенно плохая. Даны только полные потери на переключение
(сумма потерь на включение, восстановление диода и выключение) и нет параметров эквивалентной
схемы замещения для моделирования температуры кристалла в импульсных режимах по которой
построен рис. 6 для IRG4PC40UD, нет единообразия по предоставленным данным часть дана
при 125 а часть при 150 градусах.
Что такое грамотная дока смотрите например у Infineon и Eupec.
Привожу пример расчета для интересующего вас случая.
Имеем IRG4PC40UD
на рис.1 дан график эффективного значения коммутируемого тока в зависимости от частоты
при следующих условиях:
температура кристалла - 125 (150 максимальная рабочая)
температура радиатора (а не корпуса как вы написали) - 90
коэффициент заполнения 0.5
напряжение - 360 В
еще сообщается что управление затвором 15В через 10 Ом
и что потери на включение учитывают восстановление диода.
Для частоты 40 кГц по рис.1 имеем порядка 8 А эфф.
Амплитуда будет
Io = 8 / sqrt(0.5) = 11.3 А
средний ток
Iavg = 11.3 * 0.5 = 5.65 А
Посчитаем статику:
По рис. 2 напряжение в открытом состоянии при нашем токе порядка 1.5 В.
Статические потери:
Pstat = 5.65 * 1.5 = 8.5 Вт
Посчитаем динамику.
Полная энергия переключения по рис. 11 при 480В питания и токе 11.3 А порядка 0.9 мДж.
При 360 В энергия переключения будет (360/480) * 0.9 = 0.675 мДж.
Потери на коммутацию:
Psw = 40e3 * 0.675e-3 = 27 Вт.
Таким образом общие потери составили
Ptot = 27 + 8.48 = 35.5 Вт
на рис. 1 заявлены общие потери 35 Вт. При таком качестве предоставления графической
информации ошибка в 1.5% весьма сносна.
Так как типовое тепловое сопротивление корпус радиатор порядка 0.24 град/Вт,
температура корпуса будет:
Tcase = 0.24 * 35.5 + 90 = 98.5 гр.
Далее, чтемпература кристалла IGBT будет Tj = Tcase + Ptot * Rth jc =98.5 + 35.5*0.77 = 125.8
т.е. близко к истине.
При построении графика рис.1 судя по всему не учтены потери в диоде.
Однако вклад потерь в диоде на температуру корпуса небольшой, поряда 3 - 5 градусов.
IGBT Максимальный средний и импульсный ток
Jul 11 2006, 06:44
верно?...
