Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
i IGBT1
i Diode1
V
d/2
IGBT T1
Diode D1
V out
V
d/2
IGBT T2
Diode D2
i IGBT2
V d/2
V out
V, i V out(1)
i L
i Diode2
i L
Bild 5.1.6 Grundanordnung einer Umrichterphase mit IGBT und Freilaufdioden
Es ist zu sehen:
wenn v out
= positiv und i L
> 0: Stromfluss über IGBT 1
wenn v out
= negativ und i L
> 0: Stromfluss über Diode 2
wenn v out
= positiv und i L
< 0: Stromfluss über Diode 1
wenn v out
= negativ und i L
< 0: Stromfluss über IGBT 2
Somit hängen die bei einem vorgegebenen Stromeffektivwert auftretenden Durchlassverluste in
IGBT und Freilaufdiode vom cos φ zwischen Spannungs- und Stromgrundschwingung sowie der
Aussteuerung m des Umrichters (gibt Tastverhältnisse vor) ab.
Im Wechselrichterbetrieb ist 0 ≤ m · cos φ ≤ 1. Ein Grenzfall der Verlustleistungsbeanspruchung
der Leistungshalbleiter liegt hier bei m · cos φ = 1 vor. In diesem Fall erreichen die Durchlassverluste
und somit auch die Gesamtverluste der IGBT ihr Maximum und die der Freilaufdioden ihr
Minimum.
Im Gleichrichterbetrieb ist 0 ≥ m · cos φ ≥ -1. Ein Grenzfall der Verlustleistungsbeanspruchung
der Leistungshalbleiter liegt hier bei m · cos φ = -1 vor. In diesem Fall erreichen die Durchlassverluste
und somit auch die Gesamtverluste der IGBT ihr Minimum und die der Freilaufdioden ihr
Maximum. Übertragen auf die Verläufe in Bild 5.1.6 läge dieser Fall vor, wenn der gepulste Gleichrichter
– bezogen auf die Grundschwingung – reinen Wirkleistungsbezug aus dem Netz realisiert
und der Sternpunkt des Netzes mit dem Mittelpunkt der Zwischenkreisspannung verbunden ist.
Bild 5.1.7 veranschaulicht grafisch die Zusammenhänge an einem Beispiel.
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