Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
L DC+
DC+
L C
L ESR
L Snubber
TOP
R ESR
C Snubber
C DC-link
IGBT
Driver
AC
Load
L DC-
DC-
L E
IGBT Module
BOT
DC+, DC-, AC
L C, L E
L DC+, L DC
C Snubber
L Snubber
C DC-link
L ESR, R ESR
IGBT module terminals
IGBT module parasitic inductance
Bus bar parasitic inductance
Snubber capacitor capacitance
Snubber capacitor series inductance
DC-link capacitor capacitance
DC-link capacitor parasitics
Bild 5.7.13 Vereinfachtes Zwischenkreisersatzschaltbild mit typischen, konzentrierten parasitären Induktivitäten
Bild 5.7.14 zeigt am Beispiel eines IGBT-Ausschaltvorgangs charakteristische Spannungsverläufe
mit und ohne Snubber und stellt vereinfachte Auslegungsgleichungen für die Größe der Snubberkapazität
zusammen.
V 1
Black line : Without snubber
Brown line : With snubber
V
L
di / dt
1
⋅
c
V2 (LC
LE
LSnubber
) ⋅dic
/ dt
V
3
2
DC-Link⋅i
c
L
C
Snubber
Vcc
V 2
V 3
f
1
T
1
2 ⋅ ⋅ L DC
⋅C
−Link
Snubber
V 1
T/2
L
L
L
C
DC−Link
L L
L
E
DC
DC
L
L
DC−
DC−
L
L
ESR
ESR
V CE = 200V/dev
400ns/dev
Bild 5.7.14 IGBT-Ausschaltvorgang: charakteristische Spannungsverläufe mit und ohne Snubber; vereinfachte
Auslegungsgleichungen für die Größe der Snubberkapazität
Weiterführende technische Hinweise werden in [AN1] gegeben.
Um parasitäre Schwingungen zwischen C und L zu dämpfen, kann die Spannungsabstützung mit
einem RC-Glied realisiert werden (Bild 5.7.12b). Diese Maßnahme wird häufig bei Niedervolt-
Hochstrom-Applikationen (z.B. MOSFET-Umrichter) angewendet, um das parasitäre Durchschwingen
der Zwischenkreisspannung an den Modulanschlussklemmen beim Schalten hoher Ströme
zu vermeiden.
Bild 5.7.12c und d zeigen RCD-Beschaltungen. Die darin enthaltenen schnellen Beschaltungsdioden
sollten eine niedrige Vorwärtseinschaltüberspannung und Soft-Reverse-Recovery-Verhalten
haben.
Das Beschaltungsnetzwerk selbst sowie der Anschluss an das Leistungsmodul (Klemmen A,B,C)
muss konstruktiv so niederinduktiv wie möglich ausgeführt werden.
Der Vorteil passiver Netzwerke besteht neben den einfachen Topologien darin, dass keine aktiven
Bauelemente benötigt werden.
Nachteilig ist dagegen, dass sich der Wert der begrenzten Überspannung in Abhängigkeit vom Be-
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