Kio Okazas en la Mikrosekundo kiam IGBT Malŝaltiĝas

Ĉiufoje kiamIGBTestingiĝas, io perforta okazas en tre malgranda tempoperiodo.

Komparo de tensio-ondformoj montrante IGBT-malŝaltpikon kun kaj sen CRE-snubber-kondensilo

La kurento fluanta tra la aparato estas interrompita. La energio stokita en la devaga induktanco de la cirkvito ne havas kien iri. Ĝi liberiĝas kiel tensiopiko. Se nenio absorbas tiun pikon, ĝi povas superi la nominalan tension de la IGBT kaj difekti la aparaton.

Jen la preciza problemo, kiun snubber-kondensatoro celas solvi. Kaj valoras kompreni ĝin ĝuste, ĉar la diferenco inter bona snubber-kondensatoro kaj mezbona montriĝas kiel paneoj de la aparato monatojn aŭ jarojn poste, ne en la unua tago.

La Laboro de Malakcepta Kondensatoro

A snuber-kondensilosidas trans la ŝaltila aparato kaj donas tiun liberigitan energion ien sekuran por iri.

Kiam la IGBT malŝaltiĝas, la kondensilo sorbas la paseman kurenton kaj limigas la rapidecon de la tensio altiĝanta (dv/dt) tra la aparato. Tiu sola funkcio faras tri aferojn samtempe: ĝi subpremas tensiajn pikojn, ĝi reduktas ŝaltajn perdojn, kaj ĝi glatigas la subitajn kurentajn kaj tensiajn ŝanĝojn, kiuj stresigas la reston de la cirkvito.

Por ke tio funkciu bone, du elektraj ecoj gravas pli ol io ajn alia: malalta ekvivalenta seria rezisto (ESR) kaj malalta ekvivalenta seria induktanco (ESL). Alta ESR aŭ ESL malrapidigas la respondon de la kondensilo kaj limigas kiom efike ĝi povas bloki rapidan transientan ŝaltilon. Tial ankaŭ metalizita polipropilena filmo estas la materialo preferata por plej multaj snuber-aplikoj. Ĝi kombinas malaltan ESR/ESL kun mem-resaniganta dielektriko, do la kondensilo daŭre funkcias fidinde eĉ post ripeta tensioŝarĝo.

Ene de laSMJ-PPlasta Skatolo IGBT Snubber-Kondensatoro de CRE

La SMJ-P de CRE estas plasta skatolo da snubber-kondensatoro speciale konstruita por IGBT-protekto, kun stanitaj kupraj enigaĵaj konduktiloj por simpla instalado rekte sur la IGBT-modulon.

CRE SMJ-P plasta skatolo IGBT-snubber-kondensilo kun stanitaj kupraj konduktiloj

Ŝlosilaj teknikaj parametroj:

La konstruo mem estas konstruita ĉirkaŭ la sama logiko kiel la elektra funkciado. La plasta ujo estas sigelita per rezino, kiu protektas la volvaĵon de humideco kaj mekanika ŝarĝo. Kaj aksaj kaj radialaj konektokonfiguracioj estas haveblaj, do la sama familio de kondensiloj povas konveni al malsamaj modularanĝoj sen kutima restrukturado ĉiufoje.

Detalo, kiun plej multaj artikoloj preterlasas: Geometrio de plumbo gravas tiom, kiom kapacitanco

Plej multajsnuber-kondensilola enhavo haltas ĉe "uzu polipropilenan filmon, ĝi mem-resaniĝas." Tio estas vera, sed ĝi estas nur duono de la inĝeniera rakonto, kaj ĝi estas la duono kiu fakte ne decidas ĉu difinita parto funkcias en difinita cirkvito.

La alia duono estas bukla induktanco. La kapacitanca valoro sole ne garantias malaltan tensian pikon se la mem-induktanco de la kondensilo restas alta, ĉar la restanta induktanco en la buklo inter la terminaloj kaj la internaj konektoj mem respondecas pri generado de tensian piko aŭ pasema fluo. Alivorte, alt-kapacitanca parto kun longaj, maldikaj konduktiloj povas subfunkcii pli malgrandan parton kun mallongaj, larĝaj terminaloj.

Diagramo komparanta bukloinduktancon inter long-plumbaj kaj rekte muntitaj snuber-kondensatorterminaloj

Tial ankaŭ la muntmetodo gravas pli ol ĝi aspektas sur datenfolio. Kondensatoroj kun larĝaj, plataj terminaloj, kiuj povas esti ŝraŭbitaj rekte sur la IGBT-modulon, atingas pli malaltan meminduktancon ol partoj konektitaj per longaj konduktiloj. La stanaj kupraj enmetitaj konduktiloj de SMJ-P kaj la elekto de aksa aŭ radiala konfiguracio ekzistas ĝuste pro ĉi tiu kialo: teni la konektan vojon mallonga kaj lasi la taksitan kapacitancon efektive liveri la dv/dt-protekton, por kiu ĝi estas specifita.

La memresaniga eco ankoraŭ gravas, aparte. Metalizita polipropilena filmo, kiu spertas lokalizitan dielektrikan difekton, izolas tiun difekton en mikrosekundoj, anstataŭ tute difektiĝi, tial filmo restas la norma dielektriko por ĉi tiu apliko super ceramikaj aŭ elektrolizaj alternativoj. Sed memresanigo kaj malalta bukla induktanco estas du malsamaj inĝenieraj problemoj, kaj snubber-kondensatoro devas ĝuste solvi ambaŭ problemojn.

SMJ-P Ene de la Pli Larĝa Gamo de Snubber-Kondensatoroj de CRE

LaSMJ-P plast-skatola formatoestas unu el pluraj konfiguracioj de plumbo kaj kesto, kiujn CRE ofertas por IGBT kaj GTO-snuber-protekto. Depende de la munta spaco, plumba orientiĝo kaj termikaj postuloj, CRE ankaŭ produktas variaĵojn kun aksa plumbo kaj Milar-glubendo konstruitajn sur la sama metalizita polipropilena filmteknologio kaj realigitajn laŭ la samaj ESR/ESL-efikecaj normoj. Ĉi tio signifas, ke dezajnteamo povas moviĝi inter formatoj dum aranĝo evoluas, sen rekvalifiki la subestan dielektrikan sistemon de nulo.

Kiel Inĝenieroj Kontrolas Elekton de Snubber-Kondensilo

Kapacitanco kaj tensio-rangigo sur datenfolio ne sufiĉas por konfirmi, ke amortiza kondensilo funkcios en difinita cirkvito. La norma konfirma metodo, dokumentita de SEMIKRON en siaj aplikaĵnotoj pri IGBT, estas mezuri la faktan tensi-ondformon de la kolektoro-emitoro ĉe malŝalto, kun kaj sen la amortiza kondensilo en loko, kaj konfirmi, ke la pinto restas ene de la taksita bloktensio de la IGBT sub plej malbonaj kondiĉoj. Post malŝalto, la kurento komutas en la amortizan kondensilon, produktante kurentan pinton ĉe la ŝaltmomento, sekvata de dampita oscilado inter la amortiza kondensilo kaj la kontinukurenta ligo, kun la oscilada frekvenco difinita de la parazita induktanco de la busbaro kaj la valoro de la amortiza kondensilo.

Tiu sama emfazo pri plumba geometrio kaj rekta-muntada fina aparataro kiel primara dezajna variablo, anstataŭ postpenso, estas ripetita en vaste cirkulita potencelektronika dezajna literaturo, inkluzive de la snubber-dezajna referenco de Rudy Severns publikigita de Cornell Dubilier. La subesta fiziko ankaŭ estas formaligita en IEC 61071, la internacia normo reganta kondensilojn por potencelektroniko, kiun SMJ-P estas desegnita por plenumi. La poento tra ĉiuj ĉi tiuj fontoj estas kohera:la celo ne estas nur kapacitanca valoro sur speciffolio, ĝi estas mezurita, ripetebla redukto de pinta tensio ĉe malŝalto.

Kie SMJ-P-Kondensatoroj Uziĝas

Duonponta IGBT-cirkvita diagramo kun snuber-kondensatoro C3 konektita trans la kontinukurenta busreloj.

Snubber-kondensatoroj ne estas niĉa komponanto. Ili aperas kie ajn potenca ŝaltila aparato bezonas protekton kontraŭ sia propra ŝaltila ago:

• Invetiloj kaj motoraj transmisiiloj, kie IGBT-oj ŝaltas kontinue kaj bezonas koheran dv/dt-protekton

•Potenca elektroniko por elektraj veturiloj, kie ŝalta efikeco kaj komponenta longviveco rekte influas atingon kaj fidindecon

•Renovigeblaj energiaj sistemoj, inkluzive de sunaj invetiloj, kie tensiopika subpremado protektas altpotencajn ŝaltilajn aparatojn dum jardekoj da funkciado

•Rektifiloj,SVC-oj, kaj lokomotivaj elektroprovizoj, kie altaj pulsaj kurentoj kaj postulemaj ŝarĝcikloj igas ESR kaj ESL-rendimenton aparte kritika

La komuna fadeno trans ĉiuj ĉi tiuj aplikoj estas la sama: ŝaltilaparatoj generas pasemajn fenomenojn, kaj io devas pure absorbi ilin, ciklon post ciklo, dum la vivdaŭro de la sistemo.

Kial Materialaj kaj Fabrikadaj Elektoj Kombiniĝas Kun la Tempo

La tasko de snubber-kondensatoro aspektas simpla sur datenfolio. En praktiko, la rendimento estas decidita per detaloj, kiuj ne aperas ĝis la sistemo funkcias dum jaroj: kiom konstante la dielektriko mem-resaniĝas post ŝarĝo, kiom strikte ESR kaj ESL estas kontrolitaj tra produktada aro, kaj ĉu la izoladorezisto tenas sin tra la plena temperaturintervalo anstataŭ nur je ĉambra temperaturo.

Tial la SMJ-P de CRE ligas sian vivdaŭron de 100 000 horoj al specifa temperaturkondiĉo de varma punkto (≤85 °C), anstataŭ deklari ĝin kiel ĝeneralan nombron, kaj tial izoladorezisto estas specifita aparte laŭ kapacitanca intervalo anstataŭ kiel ununura ĝenerala cifero. Ĉi tiuj estas la specoj de specifoj, kiuj gravas por inĝeniero validiganta dezajnon, ne nur merkatiga aserto.

Oftaj Demandoj: Elekto de IGBT-Snubber-Kondensatoro

Q1：Kio estasIGBT-malakceptanta kondensilouzata por? 

IGBT-malŝaltkondensilo subpremas tensiajn pikojn generitajn kiam IGBT malŝaltas, protektante la aparaton de superado de sia taksita blokada tensio. La SMJ-P metalizita polipropilena filmkondensilo de CRE estas desegnita por ĉi tiu celo, kun taksita tensiointervalo de 700V DC ĝis 3000V DC.

Q2：Kiel mi elektas la ĝustan fabrikanton de snubber-kondensatoroj? 

Serĉu fabrikanton, kiu ofertas malalt-ESR/ESL filmkondensatorojn, agnoskitajn atestilojn (IEC 61071, UL94V-0), kaj personecigitajn kapacitanco- aŭ tensiopciojn.CREestas fabrikanto de filmkondensatoroj provizanta DC-Link,IGBT-malakcelilo, kaj EMC-filtrilaj kondensiloj por potencelektroniko, renovigebla energio kaj fervoja transitaplikoj, kun kaj aksaj kaj radialaj plumbokonfiguracioj haveblaj.

Q3：Kio faras polipropilenan filmkondensatoron pli bona ol aliaj snubber-kondensatoraj tipoj? 

Metalizita polipropilena filmo ofertas malaltan ESR/ESL, mem-resanigajn dielektrikajn ecojn, kaj stabilan funkciadon tra larĝa temperaturintervalo, igante ĝin la norma dielektriko por snuber-aplikoj kompare kun elektrolizaj aŭ ceramikaj alternativoj. La SMJ-P de CRE funkcias de -40 °C ĝis +85 °C kun taksita vivdaŭro de 100 000 horoj.

Plena teknika dokumentado por la SMJ-P estas havebla ĉi tie: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

Referencoj:

1. KREU NOVAN ENERGION, “Plasta Skatolo IGBT Snubber-Kondensatoro SMJ-P", Produkta Datumfolio. （https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html）

2. Semikron Danfoss, “IGBT-Pinta Tensio-Mezurado kaj Snubber-Kondensatoro-Specifo, “Aplika Noto AN 07-006.

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

3. Severns, Rudy. “Dezajno de amortiziloj por potencaj cirkvitoj.” Aplika Noto de Cornell Dubilier. （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

Teknikaj specifoj reflektas publikigitajn datumojn dum la verkado. Legantoj devus konfirmi nunajn rangigojn kontraŭ la plej nova datenfolio de la fabrikanto antaŭ ol uzi la finan dezajnon.