Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

3 Datenblattangaben für MOSFET, IGBT, Dioden und Thyristoren
[A]
600
500
400
300
200
T = 150 °C
j
100
T j = 25 °C
I F
0
0 1 2 3
[V]
4
V F
Bild 3.3.12 Durchlasskennlinien einer Inversdiode (CAL-Diode)
Schleusenspannung V F0
einer Inversdiode, Ersatzwiderstand r F
einer Inversdiode
Zur Berechnung der Inversdioden-Durchlassverluste werden in den Datenblättern die Elemente
einer Ersatzgeraden angegeben, die Definitionen entsprechen denen für V CE0
und r CE
unter „Kennwerte
des IGBT“.
V F
= f(I F
) = V F0
+ r F
· I F
Parameter: V GE
= 0 V, Durchlassstrom I F
; Chiptemperatur T j
; Messung auf Chip- oder Terminallevel
Rückstromspitze I RRM
einer Inversdiode
Spitzenwert des Rückwärtsstroms nach dem Umschalten von Durchlassstrombelastung der Inversdiode
(Parameter I F
) auf Sperrbeanspruchung, vgl. Bild 2.3.8 und zugehörige Erklärungen;
Parameter für die dynamischen Diodenkennwerte I RRM
, Q rr
und E rr
: Betriebsspannung V CC
, Diodenstrom
I F
, Steuerspannung V GG-
(bzw. V GE
), Abklingsteilheit des Diodenstroms -di F
/dt = Kollektorstromsteilheit
di C
/dt beim Einschalten, Chiptemperatur T j
)
Sperrverzögerungsladung Q rr
einer Inversdiode
Gesamtladungsmenge, die nach dem Umschalten von Durchlassstrombelastung auf Sperrspannung
aus der Diode in den äußeren Stromkreis abfließt, d.h. vom einschaltenden IGBT übernommen
werden muss; Sie hängt ab vom Durchlassstrom I F
vor dem Umschalten, von der Steilheit des
abklingenden Stroms –di F
/dt, und Chiptemperatur T j
(Details s. Erklärungen zu Bild 2.3.9 in Kap.
2.3). Q rr
ist stark temperaturabhängig.
Ausschaltverlustenergie E rr
einer Inversdiode
Aus dem im Datenblatt enthaltenen Diagramm „Typische Ein- und Ausschalt-Verlustenergie E on
,
E off
, E rr
als Funktion des Kollektorstromes I C
“ ist hier E rr
für einen typischen IGBT-Arbeitspunkt angegeben.
Durch Multiplikation mit der Schaltfrequenz f kann die jeweilige Schaltverlustleistung der
Inversdioden im Betriebsfall Freilaufdiode bestimmt werden: P off
= f · E rr
.
Thermische Widerstände R th(j-c)
bzw. R th(j-s)
je Inversdiode
Hier gelten sinngemäß die Ausführungen zum Kennwert „Thermische Widerstände R th(j-c)
bzw.
R th(j‐s)
je IGBT“, wenn der Begriff „IGBT“ durch „Inversdiode“ und P T
durch P D
ersetzt werden. Sind
die Datenblattangaben auf die Temperatur eines modulinternen Temperatursensors bezogen,
muss berücksichtigt werden, dass dessen Temperatur zwischen Chiptemperatur T j
und Gehäusetemperatur
T c
(bei Bodenplattenmodulen) bzw. Kühlkörpertemperatur T s
(bei bodenplattenlosen
Modulen) liegt. Das thermische Modell ist dann analog Bild 3.6.9 im Kap. 3.6.1.3 abzuwandeln.
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