Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module
ter mit eingeprägtem di/dt um,
--
Induktivität im Kommutierungskreis L K
sollte auf minimalem Wert sein.
ZCS (Bild 5.9.5):
--
Kommutierung beginnt mit einem aktiven Einschaltvorgang, entlastbar durch seriell zum Schalter
angeordnete Entlastungs-/Kommutierungsinduktivität L K
,
--
Kommutierung endet mit einem passiven, verlustarmen Ausschaltvorgang bei einem Schalterstrom
i s
≈ 0,
--
vor dem nächsten Kommutierungsvorgang polt sich die Spannungsrichtung im eingeschalteten
Schalter mit eingeprägtem dv/dt um,
--
Kapazität im Kommutierungskreis C K
sollte auf minimalem Wert sein.
Voraussetzung für das fortlaufend weiche Schalten ist, dass in einem Kommutierungskreis eines
Umrichters nur eine Art der Kommutierung – induktive Kommutierung/ZCS oder kapazitive Kommutierung/ZVS
– abläuft. Durch diese Einschränkung geht gegenüber dem harten Schalten ein
Steuerfreiheitsgrad für die Schaltung verloren.
Das wird nur erreicht, wenn zwischen zwei gleichartigen Kommutierungsvorgängen eine Umpolung
der treibenden Kommutierungsspannung v K
oder des aus dem Kommutierungskreis fließenden Stromes
i L
erfolgt.
i S
ON
forward
on-state
hard
turn-on
hard
turn-off
S 1
OFF
OFF
reverse
blocking
forward
blocking
v S
v K
(v
DC)
i L
(i
AC)
i S
reverse
on-state
ON
v S
S 2
Voltage Source Inverter (VSI)
Bild 5.9.2 Arbeitspunktverlauf von Schalterstrom und -spannung beim harten Schalten (IGBT, MOSFET)
und dreiphasiger Spannungswechselrichter als typisches Schaltungsbeispiel
Heute am Markt verfügbare IGBT, MOSFET und Dioden sind nahezu ausschließlich für hart schaltende
Anwendungen entwickelt und optimiert und weisen für diesen Einsatzfall qualitativ vergleichbare
Eigenschaften auf (Bild 5.9.2).
Umfangreiche Untersuchungen ([74], [76], [77]) haben in den vergangenen Jahren gezeigt, dass
sich das Verhalten verschiedener Bauelementestrukturen bzw. -technologien unter den Bedingungen
des weichen Schaltens deutlich voneinander unterscheidet (vgl. Kap. 5.9.3.3.).
Diese Unterschiede sind jedoch für den Anwender aus den verfügbaren Standarddatenblattangaben
nicht erkennbar.
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