Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
5.4 Leistungslayout, parasitäre Schaltungselemente, EMV
Die Leistungskreise für die elektrische Verbindung von Leistungshalbleiterbauelementen und passiven
Komponenten (L, C, u.a.) werden - abhängig von den zu schaltenden Strömen und Spannungen
- in gedruckter Schaltungstechnik, mittels Kabeln oder in massiver Kupfer- bzw. Aluminiumverschienung
ausgeführt.
Neben den allgemein zu beachtenden Vorschriften (z.B. Kriech- und Luftstrecken, Stromdichten,
Entwärmungsfunktion) resultieren aus den sehr kurzen Schaltzeiten im Nanosekunden- bis Mikrosekundenbereich
hohe Ansprüche an das Leistungslayout, das auch hochfrequenztechnischen
Forderungen genügen muss. Besonders im Mittelpunkt stehen dabei die Kommutierungskreise,
deren parasitäre induktive und kapazitive Eigenschaften das Gesamtsystemverhalten entscheidend
prägen.
5.4.1 Parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten
Um die Wirkung parasitärer Induktivitäten und Kapazitäten im einzelnen und deren gegenseitige
Verkopplung in Umrichtern zu analysieren, genügt die Betrachtung eines Kommutierungskreises.
Bild 5.4.1 zeigt einen Kommutierungskreis eines IGBT-Umrichters mit parasitären Elementen, bestehend
aus Zwischenkreisgleichspannung V d
(entspricht der Kommutierungsspannung V K
) und
zwei IGBT-Schaltern mit Ansteuerung und antiparallelen Freilaufdioden. Die Kommutierungsspannung
wird durch die Zwischenkreiskapazität C d
eingeprägt. Aus dem Kommutierungskreis fließt
der eingeprägte Strom i L
.
i K
L 11
Driver
± VDr
RGon
R
Goff
C 11
L 61
L 21
T1
D1
C 31
C 41
C 21
L 71
L 31
E`1
C d
V
d(V K)
E 1
L 41
L 51
i L
Driver
± VDr
RGon
R
Goff
L 22
C 12
L 62
L 72
C 22 L 32
T2
C 32
D2
C 42
E`2
L 42
L 52
L 12
E 2
Bild 5.4.1 Kommutierungskreis mit parasitären induktiven und kapazitiven Elementen
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