Untersuchungen zum Schaltverhalten von IGBT-Modulen und zur Ermittlung der Schaltverluste:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
1997
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Beschreibung: | München, Univ. der Bundeswehr, Diss., 1997 |
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1
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHR
UNG
.
5
1.1
ALLGEMEINES
.
5
1.2
SCHALTER
DER
LEISTUNGSELEKTRONIK
.
6
1.3
EINSATZKRITERIEN
FUER
LEISTUNGSELEKTRONISCHE
SCHALTER
.
8
1.4
ZIELE
DIESER
ARBEIT
.
9
1.5
UEBERSICHT
UEBER
DIE
UNTERSUCHUNGEN
.
10
2
GRUNDSAETZLICHE
EIGENSCHAFTEN
DES
IGBTS
.
13
2.1
ALLGEMEINES
ZUM
AUFBAU
UND
DER
FUNKTION
DES
IGBTS
.
13
2.1.1
IGBT-TYPEN
UND
DEREN
AUFBAU
.
13
2.1.2
EINSCHALTVERFAALTEN
DES
IGBTS
.
15
2.1.3
AUSSCHALTVERHALTEN
DES
IGBTS
.
18
2.2
STATIONAERES
VERHALTEN
.
19
2.2.1
AUSGANGSKENNLINIENFELD
DES
IGBTS
.
20
2.2.2
SPERRVERHALTEN
IN
RUECKWAERTSRICHTUNG
.
21
2.2.3
TEMPERATURVERHALTEN
.
22
3
IDEELLE
SCHALTVORGAENGE
.
25
3.1
EIN
UND
AUSSCBALTEN
VON
OHMSCHER
LAST
.
25
3.2
UMSCHALTENDES
LASTSTROMES
(KOMMUTIERUNG)
.
27
3.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
.
30
4
VEREINFACHTE
ANALYSE
DER
SCHALTVORGAENGE
UND
BERECHNUNG
DER
SCHALT
VERLUSTENERGIE
BEI
UNTERSCHIEDLICHEN
LAST
VERHAELTNISSEN
.
31
4.1
SCHALTVERHALTEN
DES
IGBTS
BEI
OHMSCHER
LAST
.
.
31
4.1.1
EINSCHALTEN
VON
OHMSCHER
LAST
.
31
4.1.2
AUSSCHALTEN
VON
OHMSCHER
LAST
.
35
4.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
.
35
4.2
SCHALTVERHALTEN
BEI
KOMMUTIERUNG
.
36
4.2.1
EINSCHALTEN
DES
IGBTS
MIT
DYNAMISCHEM
DIODENRUECKSTROM
.
37
4.2.2
KOMMUTIERUNG
MIT
INDUKTIVITAET
IM
KOMMUTIERUNGSKREIS
.
39
4.2.2.1
KOMMUTIERUNG
OHNE
DIODENRUECKSTROM
.
40
4.2.2.2
KOMMUTIERUNG
MIT
DIODENRUECKSTROM
.
43
2
4.2.2.3
KOMMUTIERUNG
MIT
DIODENRUECKSTROM
UND
RUECKARBEITSDIODE
.
46
4.2.2.4
BERUECKSICHTIGUNG
DER
BASIS-WIDERSTANDS-MODULATION
BEIM
EINSCHALTEN
DES
IGBTS
.
48
4.2.2.5
SCHALTVERLUSTE
IM
REALEN
KOMMUTIERUNGSKREIS
.
49
4.2.3
EINFLUSS
DES
AUSSCHALTSPANNUNGSANSTIEGES
AUF
DIE
ABSCHALTVERLUSTE
.
51
4.2.4
SCHLUSSFOLGERUNG
.
52
5
GENAUE
DEFINITION
DER
SCHALTVERLUSTENERGIE
.
53
5.1
DEFINITION
DER
SCHALTVERLUSTE
DURCH
ZEITABSCHNITTE
.
53
5.2
DEFINITION
DER
SCHALTVERLUSTE
DURCH
FIKTIVEN
UMSCHALTZEITPUNKT
.
53
5.2.1
FIKTIVER
UMSCHALTZEITPUNKT
ENTSPRECHEND
DES
SPANNUNGSVERLAUFS
.
54
5.2.2
FIKTIVER
UMSCHALTZEITPUNKT
BEI
MAXIMALER
VERLUSTLEISTUNG
.
54
6
MESSUNGEN
.
56
6.1
MESSAUFBAU
UND-SCHALTUNG
.
56
6.1.1
KENNDATEN
DER
UNTERSUCHTEN
MODULE
UND
SCHALTPLAN
DER
VERSUCHSSCHALTUNG
.
56
6.1.2
BLOCKSCHALTPLAN
UND
BESCHREIBUNG
DER
VERWENDETEN
GERAETE
.
58
6.1.3
SCHALTPLAN
MIT
PARASITAEREN
ELEMENTEN
.
62
6.2
PROBLEME
BEI
DER
MESSUNG
UND
DEREN
LOESUNGEN
.
64
6.2.1
SPANNUNGSVERSORGUNG
.
64
6.2.2
MESSWERTAUFNAHME
.
66
6.2.3
FUNKTION
DES
SNUBBERS
UND
ERMITTLUNG
DER
SNUBBERVERIUSTE
.
67
6.3
BESTIMMUNG
DER
PARASITAEREN
ELEMENTE
IM
MODUL
.
69
6.4
ERLAEUTERUNG
DER
MESSERGEBNISSE
AN
EINEM
BEISPIEL
.
71
6.4.1
MESSUNG
OHNE
ABSCHALTENTLASTUNGSNETZWERK
.
71
6.4.2
MESSUNG
MIT
ABSCHALTENTLASTUNGSNETZWERK
.
75
7
SIMULATION
.
77
7.1
PROBLEME
BEI
DER
SIMULATION
AUS
ANWENDERSICHT
.
78
7.1.1
KALIBRIERUNG
DER
SIMULATION
.
78
7.1.2
PROBLEME
BEIM
DIODENMODELL
.
79
7.1.3
UNTERSCHIEDE
IN
DER
SPERRSCHICHTTEMPERATUR
VON
IGBT
UND
FREILAUFDIODE
.
82
7.1.4
SCHWINGUNGEN
UND
INSTABILITAETEN
BEI
DER
SIMULATION
.
83
3
7.1.5
PARAMETEREMPFINDLICHKEIT
BEZUEGLICH
DER
TREIBERSPANNUNG
.
85
7.1.6
ABWEICHUNGEN
ZWISCHEN
SIMULATION
UND
MESSUNG
.
86
7.2
SCHALTVERHALTEN
UND
SCHALTVERLUSTENERGIE
IM
AEUSSEREN
UND
INNEREN
ELEMENT
.
87
7.2.1
SCHALTVERHALTEN
BEI
KLEINEN
KOMMUTIERUNGSKREISINDUKTIVITAETEN
.
87
7.2.2
SCHALTVERHALTEN
BEI
ERHOEHTER
DIODENINDUKTIVITAET
.
89
7.3
ZUSAMMENFASSUNG
UND
SCHLUSSFOLGERUNG
.
91
8
VEREINFACHTE
SIMULATION
.
92
8.1
EINLEITUNG
.
92
8.2
ALLGEMEINES
.
93
8.3
VEREINFACHTE
SIMULATION
DES
EINSCHALTVORGANGES
.
94
8.4
BEISPIEL
FUER
DIE
VEREINFACHTE
SIMULATION
.
99
8.5
SCHLUSSFOLGERUNG
.
101
9
EINZELVERLUST-VERFAHREN
(EW)
.
102
9.1
EINZELVERLUST-VERFAHREN
MIT
LINEARISIERTEN
VERLAEUFEN
.
103
9.1.1
EINZELVERLUST-VERFAHREN
FUER
DAS
EINSCHALTEN
.
105
9.1.2
EINZELVERLUST-VERFAHREN
FUER
DAS
AUSSCHALTEN
.
111
9.1.3
BERUECKSICHTIGUNG
WEITERER
VERLUSTANTEILE
.
114
9.1.3.1
EINFLUSS
PARASITAERER
KAPAZITAETEN
.
114
9.1.3.2
EINFLUSS
DES
SNUBBERS
.
114
9.1.4
DISKUSSION
DES
VERFAHRENS
UND
REALISIERUNG
.
115
9.1.5
VARIATION
DER
PARAMETER
MIT
DEM
EINZELVERLUST-VERFAHREN
.
116
9.1.5.1
VARIATION
DER
KOLLEKTORSTROMSTEILHEIT
DURCH
DIE
ANSTEUERUNG
.
116
9.1.5.2
VARIATION
DER
DIODENINDUKTIVITAET
IM
KOMMUTIERUNGSKREIS
.
120
9.1.5.3
FOLGERUNGEN
AUS
DER
PARAMETERVARIATION
.
122
9.2
MODIFIZIERTES
EINZELVERLUST-VERFAHREN
(MEW)
.
123
10
VARIATION
DER
PARAMETER
UND
VERGLEICH
DER
VERFAHREN
.
125
10.1
VARIATIONSUNTERSUCHUNGEN
MIT
DEM
MODUL
"SKM
75
GB
123D"
.
126
10.1.1
VARIATION
DER
PARAMETER
.
126
10.1.2
VERGLEICH
DER
AUSSCHALTVERLUSTENERGIEN
MIT
UND
OHNE
SNUBBER
.
135
10.1.3
KALORISCHE
MESSUNG
AN
EINEM
AUSGEWAEHLTEN
BEISPIEL
.
136
10.2
VARIATIONSUNTERSUCHUNGEN
MIT
DEM
MODUL
"SKM
75
GB
173D"
.
137
4
10.3
ZUSAMMENFASSENDE
BEWERTUNG
.
141
11
EINIGE
ANMERKUNGEN
ZU
GATEKREIS
UND
ANSTEUERUNG
.
142
11.1
ELEMENTE
DES
GATEKREISES
UND
PRINZIPIELLES
VERHALTEN
.
142
11.2
GATEANSTEUERUNGEN
.
144
11.2.1
ANSTEUERLEISTUNG
.
144
11.2.2
ANALOGE
ANSTEUERUNG
.
145
11.2.3
DIGITALE
ANSTEUERUNG
.
146
11.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
148
12
ZUSAMMENFASSUNG
.
149
13
LITERATURVERZEICHNIS
.
153
14
VERZEICHNIS
DER
ABKUERZUNGEN
UND
FORMELZEICHEN
.
160
A
ANHANG
.
164
A.
1
DARSTELLUNG
DER
MESSERGEBNISSE
.
164
A.1.1
ERGEBNISSE
FUER
DAS
MODUL
SKM
75
GB
123D
.
166
A.
1.1.1
VARIATION
DER
BETRIEBSSPANNUNG
.
166
A.1.1.2
VARIATION
DER
GEHAEUSETEMPERATUR
.
173
A.
1.1.3
VARIATION
DES
LASTSTROMES
.
180
A.1.1.4
VARIATION
DES
GATEWIDERSTANDES
.
190
A.L.
1.4.1
ERGEBNISSE
BEI
RAUMTEMPERATUR
.
190
A.
1.1.4.2
ERGEBNISSE
BEI
BETRIEBSTEMPERATUR
.
206
.
A.L.
1.5
VARIATION
DER
FREILAUFDIODENINDUKTIVITAET
.
222
A.
1.1.5.1
ERGEBNISSE
BEI
NIEDEROHMIGER
ANSTEUERUNG
.
222
A.L.
1.5.2
ERGEBNISSE
BEI
BETRIEBSMAESSIGER
ANSTEUERUNG
.
229
A.L.
1.6
ERGEBNISSE
OHNE
ABSCHALTENTLASTUNGSNETZWERK
.
236
A.1.2
ERGEBNISSE
FUER
DAS
MODUL
SKM
75
GB
173D
.
249
A.L.
2.1
VARIATION
DES
LASTSTROMES
.
249
A.
1.2.2
VARIATION
DES
GATEWIDERSTANDES
.
259
A.L.
2.2.1
ERGEBNISSE
BEI
RAUMTEMPERATUR
.
259
A.L.
2.2.2
ERGEBNISSE
BEI
BETRIEBSTEMPERATUR
.
273
A.2
KURZUEBERSICHT
DES
PROGRAMMPAKETES
ZUM
EVV
.
287 |
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