Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
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Gatespannungsanhebung beim active clamping (vgl. Kap. 5.7.3.2),
parasitäre Oszillationen im Gatekreis (z.B. Verkopplung mit Kollektor/Drain, Ausgleichsschwingungen
zwischen Gatekreisen parallel geschalteter Transistoren, u.a.).
Übertemperatur
Gefährliche Übertemperaturen treten auf, wenn die vom Bauelementehersteller vorgegebene
maximal zulässige Sperrschichttemperatur (z.B. T jmax
= 150°C...175 °C für Siliziumbauelemente)
überschritten wird.
Während des Betriebes eines Umrichters können Übertemperaturen auftreten durch:
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Zunahme der Verlustenergie infolge von Fehlerströmen
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Zunahme der Verlustenergie infolge defekter Treiberstufen
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Ausfall oder Funktionsbeeinträchtigung des Kühlsystems
5.7.2 Überlast- und Kurzschlussverhalten
Überlast
Prinzipiell unterscheiden sich das Schalt- und Durchlassverhalten bei Überlast nicht vom „Normalbetrieb“
unter Nennbedingungen. Da aufgrund des höheren Laststromes höhere Verluste im Bauelement
auftreten oder beispielsweise Dioden durch dynamische Ausfalleffekte zerstört werden
können, muss zur Einhaltung der maximal zulässigen Sperrschichttemperatur und der Gewährleistung
des sicheren Betriebs der Überlastbereich eingeschränkt werden.
Nicht nur der Absolutwert der Sperrschichttemperatur sondern auch die bei Überlast auftretenden
Temperaturwechsel wirken hier begrenzend.
Die Einschränkungen werden in SOA-Diagrammen (Safe Operating Area) in den Datenblättern angegeben.
Bild 5.7.3 zeigt ein Beispiel eines IGBT.
10
I C /I CRM
1
0.1
0.01
0.001
0.001 0.01 0.1 1 V CE/VCES
10
Bild 5.7.3 SOA-Diagramm für einen IGBT
Kurzschluss
Grundsätzlich sind IGBT und MOSFET kurzschlussfeste Bauelemente, d.h. sie können unter Einhaltung
von Randbedingungen Kurzschlüssen ausgesetzt werden und diese abschalten, ohne das
dabei Beschädigungen der Leistungshalbleiter auftreten.
Bei der Betrachtung des Kurzschlusses (am Beispiel des IGBT) müssen zunächst zwei Fälle unterschieden
werden.
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