Область безопасной работы

Встроенные в IPM схемы управления затвором и защиты защищают их от многих режимов работы, которые могли бы нарушать область безопасной работы (SOA) обычных модулей IGBT. Обычно SOA опредеяют как все возможные комбинации напряжений, токов и времен, которые могут вызвать отказ силового устройства Для определения обасти безопасной работы IPM следует учитывать мощность силового устройства и работу схемы управления. Простые в использовании определения SOA при КЗ и переключениях для “разумных” силовых модуей приведены ниже.

1.3.1. Область безопасной работы при переключениях

Область безопасной работы (SOA) при переключениях или выключении обычно определяется с точки зрения максимально допустимых и действующих одновременно напряжения и тока в течение повторяющихся операций выключения. В случае IPM встроенное управление затвором устраняет многие опасные сочетания напряжения и тока, вызванные неправильным управлением затвором. Кроме того, максимальный рабочий ток ограничен схемой защиты от перегрузки по току. При этих ограничениях SOA может быть определена с использованием осциллограммы, представленной на рисунке 1.11. Эта осцилограмма показывает, что IPM будет работать безопасно до тех пор, пока напряжение шины постоянного тока будет ниже напряжения V_CC(prot), указанного в справочных данных, выключающее переходное напряжение через выводы С - Е при каждом переключении IPM будет поддерживаться ниже указанного справочного напряжения V_CES, температура Tj будет менее 125°С и напряжение питания цепей управления будет в пределах от 13,5 В до 16,5 В. На этой осциллограмме I_OC - максимальный ток, допустимый для IPM, не вызывающий возникновения неисправности из-за перегрузки по току (ОС). Иными словами, он чуть ниже уровня срабатывания ОС. Данная осциллограмма определяет наихудший случай для операций выключения, потому что IPM будет начинать выполнять управляемое медленное выключение для токов, более высоких, чем уровень срабатывания ОС.

1.3.2. Область безопасной работы (SOA) при коротком замыкании

Осциллограмма на рисунке 1.1.2 показывает типовую ситуацию при коротком замыкании. При стандартных условиях проверки используется минимальный импеданс КЗ, который вызывает протекание в устройстве максимального тока короткого замыкания. При этой проверке ток короткого замыкания (I_SC) ограничивается только параметрами устройства. Гарантируется, что IPM выдерживает неповторяющееся короткое замыкание при условии, что:

1) напряжение шины постоянного тока будет меньше напряжения V_CC(prot);

2) все переходные напряжения на выводах С-Е каждого ключа IPM не будут превышать напряжение V_CES;

3) температура Tj будет менее 125°С

4) напряжение питания цепей управления находится в пределах от 13,5 В до 16,5 В.

Приведенная осциллограмма показывает плавное управляемое выключение, применяемое в IPM с целью свести до минимума переходные напряжения.

Примечание. Условие V_CE ≤ V_CES должно тщательно контролироваться как при переключениях, так и при работе в условиях КЗ / перегрузки по току для каждого ключа IPM.

Для облегчения проектирования в справочных данных указывается другая регламентиро ванная величина напряжение V_CC(surge), т.е. максимальный допустимый всплеск переключающего нап ряжения, прикладываемого между P и N выводами IPM. Эти регламентированные значения могут быть превышены, если вышеприведенное условие V_CE ≤ V_CES гарантируется для любого наихудшего случая условий работы каждого ключа IPM.

Рис. 1.11. Осциллограмма выключения

Рис. 1.12. Работа при коротком замыкании

Поиск по сайту: