Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

IV
4.2.2 Kühlbleche ........................................................................................................ 228
4.2.3 Kühlkörper.......................................................................................................... 231
4.2.4 Verstärkte Luftkühlung....................................................................................... 233
4.2.5 Wasserkühlung von Scheibenzellen................................................................... 236
4.3 Ansteuereinrichtungen für Thyristoren...................................................................... 236
4.3.1 Form der Ansteuerimpulse................................................................................. 236
4.3.2 Ansteuern von Sechspuls-Brückenschaltungen................................................. 239
4.3.3 Ansteuerübertrager............................................................................................ 239
4.3.4 Impulserzeugung................................................................................................ 240
4.4 Verhalten im Fehlerfall und Schutz von Dioden und Thyristoren............................... 240
4.4.1 Schutz gegen Überspannungen allgemein......................................................... 240
4.4.2 Überspannungsschutzbeschaltung mit Widerständen und Kondensatoren........ 241
4.4.2.1 Beschaltung der einzelnen Ventile .............................................................. 241
4.4.2.2 Beschaltung auf der Wechselstromseite ...................................................... 246
4.4.2.3 Beschaltung auf der Gleichstromseite.......................................................... 250
4.4.3 Überspannungsschutzbeschaltung mit Varistoren.............................................. 251
4.4.4 Überspannungsschutzbeschaltung mit SiIizium-Avalanche-Dioden................... 252
4.4.4.1 AvaIanche-Gleichrichterdioden mit Eigenschutz ......................................... 252
4.4.4.2 Avalanche-Dioden zum Schutz anderer Bauelemente ................................ 253
4.4.4.3 Grenzen des Anwendungsbereichs ............................................................. 254
4.4.4.4 Gehäuseformen ........................................................................................... 254
4.4.5 Schutz von Dioden und Thyristoren gegen Überstrom....................................... 254
4.4.5.1 Vorrichtungen zum Schutz gegen Überströme ............................................ 254
4.4.5.2 Vorrichtungen zum Schutz bei Störungen in der Kühleinrichtung ................ 255
4.4.5.3 Vorrichtungen, die sowohl bei Überstrom als auch bei Störung der
Kühleinrichtung ansprechen ........................................................................ 255
4.4.6 Schutz von Dioden und Thyristoren bei Kurzschluss.......................................... 256
4.4.6.1 Begriffe und Erläuterungen bei Halbleitersicherungen ................................. 258
4.4.6.2 Bemessen von Halbleitersicherungen.......................................................... 260
4.5 Reihen- und Parallelschaltung von Dioden und Thyristoren...................................... 266
4.5.1 Parallelschaltung von Thyristoren...................................................................... 266
4.5.2 Reihenschaltung von Thyristoren....................................................................... 266
4.5.3 Parallelschaltung von Gleichrichterdioden......................................................... 267
4.5.4 Reihenschaltung von Gleichrichterdioden.......................................................... 267
5 Applikationshinweise für IGBT- und MOSFET-Module................................................ 269
5.1 Auswahl von IGBT- und MOSFET-Modulen.............................................................. 269
5.1.1 Betriebsspannung.............................................................................................. 269
5.1.1.1 Sperrspannung ............................................................................................ 269
5.1.1.2 Isolationskoordination................................................................................... 273
5.1.2 Durchlassstrom ................................................................................................. 276
5.1.3 Beanspruchung von Freilaufdioden im Gleich- und Wechselrichterbetrieb......... 277
5.1.4 Schaltfrequenz .................................................................................................. 279
5.2 Thermische Auslegung von Leistungstransistoren.................................................... 281
5.2.1 Einzel- und Gesamtverluste............................................................................... 282
5.2.1.1 Gleichspannungssteller................................................................................ 283
5.2.1.2 PWM-Spannungswechselrichter................................................................... 285
5.2.2 Berechnung der Sperrschichttemperatur............................................................ 287
5.2.2.1 Thermische Ersatzschaltbilder..................................................................... 287
5.2.2.2 Sperrschichttemperatur bei stationärem Betrieb (Mittelwertbetrachtung)..... 290
5.2.2.3 Sperrschichttemperatur bei Kurzzeitbetrieb.................................................. 291
5.2.2.4 Sperrschichttemperatur bei Grundschwingungsfrequenz............................. 293
5.2.3 Verlustleistungs- und Temperaturberechnung mit SemiSel ............................... 295
5.2.3.1 Lösungsansatz für die Temperatur- und Verlustleistungsberechnung........... 295
5.2.3.2 Schaltungsauswahl...................................................................................... 296
5.2.3.3 Elektrische Einsatzbedingungen.................................................................. 296