Çfarë ndodh në mikrosekondë kur një IGBT fiket

Çdo herë që njëIGBTfiket, diçka e dhunshme ndodh në një dritare shumë të shkurtër kohore.

Krahasimi i formës së valës së tensionit që tregon rritjen e shkyçjes së IGBT me dhe pa një kondensator shuarës CRE

Rryma që rrjedh nëpër pajisje ndërpritet. Energjia e ruajtur në induktancën e humbur të qarkut nuk ka ku të shkojë. Ajo çlirohet si një rritje e tensionit. Nëse asgjë nuk e thith atë rritje, ajo mund të tejkalojë tensionin e vlerësuar të IGBT-së dhe të dëmtojë pajisjen.

Ky është pikërisht problemi për të cilin është ndërtuar një kondensator amortizues. Dhe ia vlen ta kuptojmë siç duhet, sepse ndryshimi midis një kondensatori të mirë amortizues dhe një mediokër shfaqet si dështime të pajisjeve muaj ose vite më vonë, jo që në ditën e parë.

Puna e një kondensatori zbutës

A kondensator shuarësvendoset përballë pajisjes komutuese dhe e jep energjinë e çliruar diku të sigurt për të shkuar.

Kur IGBT-ja fiket, kondensatori thith rrymën kalimtare dhe kufizon shpejtësinë e rritjes së tensionit (dv/dt) në të gjithë pajisjen. Ky funksion i vetëm bën tre gjëra njëherësh: shtyp luhatjet e tensionit, zvogëlon humbjet e ndërrimit dhe zbut ndryshimet e menjëhershme të rrymës dhe tensionit që e stresojnë pjesën tjetër të qarkut.

Që kjo të funksionojë mirë, dy veti elektrike kanë më shumë rëndësi se çdo gjë tjetër: rezistenca e ulët ekuivalente në seri (ESR) dhe induktanca e ulët ekuivalente në seri (ESL). ESR e lartë ose ESL ngadalëson reagimin e kondensatorit dhe kufizon efektivitetin e tij në kapjen e një rryme të shpejtë kalimtare. Kjo është gjithashtu arsyeja pse filmi i metalizuar i polipropilenit është materiali i zgjedhur për shumicën e aplikimeve të zbutjes së tensionit. Ai kombinon ESR/ESL të ulët me një dielektrik vetë-shërues, kështu që kondensatori vazhdon të funksionojë në mënyrë të besueshme edhe pas stresit të përsëritur të tensionit.

BrendaSMJ-PKondensatori i shuarjes IGBT me kuti plastike i CRE-së

SMJ-P i CRE është një kondensator shuarës me kuti plastike i ndërtuar posaçërisht për mbrojtje IGBT, me tela bakri të veshur me kallaj për instalim të thjeshtë direkt në modulin IGBT.

Kondensator shuarës IGBT me kuti plastike CRE SMJ-P me tela bakri të veshur me kallaj

Parametrat kryesorë teknikë:

Vetë ndërtimi është ndërtuar rreth të njëjtës logjikë si performanca elektrike. Kutia plastike është e vulosur me rrëshirë, e cila mbron mbështjelljen nga lagështia dhe stresi mekanik. Janë të disponueshme si konfigurimet aksiale ashtu edhe ato radiale të përçuesve, kështu që e njëjta familje kondensatorësh mund të përshtatet me paraqitje të ndryshme të moduleve pa një ridizajnim të personalizuar çdo herë.

Një Detaj Shumica e Artikujve Anashkalojnë: Gjeometria e Plumbit Ka Po aq Rëndësi Sa Kapaciteti

Shumicakondensator shuarësPërmbajtja ndalet te "përdorni film polipropileni, ai vetëshërohet". Kjo është e vërtetë, por është vetëm gjysma e historisë inxhinierike dhe është gjysma që nuk vendos në të vërtetë nëse një pjesë e caktuar funksionon në një qark të caktuar.

Gjysma tjetër është induktanca e lakut. Vlera e kapacitetit vetëm nuk garanton një rritje të ulët të tensionit nëse vetë-induktanca e kondensatorit mbetet e lartë, sepse induktanca e mbetur në lakun midis terminaleve dhe lidhjeve të brendshme është vetë përgjegjëse për gjenerimin e një rritjeje të tensionit ose një katastrofe kalimtare. Me fjalë të tjera, një pjesë me kapacitet të lartë me tela të gjatë dhe të hollë mund të performojë më dobët se një pjesë më e vogël me terminale të shkurtër dhe të gjerë.

Diagrama që krahason induktancën e lakut midis terminaleve të kondensatorit të zbutësit me tela të gjatë dhe të montuar direkt

Kjo është gjithashtu arsyeja pse metoda e montimit ka më shumë rëndësi sesa duket në një fletë të dhënash. Kondensatorët me terminale të gjera dhe të sheshta që mund të vidhosen direkt në modulin IGBT arrijnë vetë-induktancë më të ulët sesa pjesët e lidhura përmes telave të gjatë. Telat e futur prej bakri të veshur me kallaj të SMJ-P dhe zgjedhja e konfigurimit aksial ose radial ekzistojnë pikërisht për këtë arsye: për ta mbajtur rrugën e lidhjes të shkurtër dhe për ta lejuar kapacitetin e vlerësuar të ofrojë mbrojtjen dv/dt për të cilën është specifikuar.

Vetia e vetë-shërimit ka ende rëndësi, veçmas. Një film polipropileni i metalizuar që përjeton një prishje dielektrik të lokalizuar e izolon atë defekt në mikrosekonda, në vend që të dështojë plotësisht, prandaj filmi mbetet dielektrik standard për këtë aplikim në vend të alternativave qeramike ose elektrolitike. Por vetë-shërimi dhe induktanca e ulët e lakut janë dy probleme të ndryshme inxhinierike, dhe një kondensator zbutës duhet t'i ketë të dyja siç duhet.

SMJ-P Brenda Gamës më të Gjerë të Kondensatorëve të Zbutësit të CRE-së

I/E/Të/TëFormati i kutisë plastike SMJ-Pështë një nga disa konfigurime të plumbave dhe kutive që CRE ofron për mbrojtjen nga bllokimi i IGBT dhe GTO. Në varësi të hapësirës së montimit, orientimit të plumbave dhe kërkesave termike, CRE prodhon gjithashtu variante të plumbit aksial dhe shiritit Mylar të ndërtuara në të njëjtën teknologji të filmit të polipropilenit të metalizuar dhe të projektuara sipas të njëjtave standarde të performancës ESR/ESL. Kjo do të thotë që një ekip projektimi mund të lëvizë midis formateve ndërsa një paraqitje evoluon, pa e rikualifikuar sistemin dielektrik themelor nga e para.

Si e verifikojnë inxhinierët një zgjedhje të kondensatorit të zbutjes

Kapaciteti dhe voltazhi nominal në një fletë të dhënash nuk janë të mjaftueshme për të konfirmuar nëse një kondensator zbutës do të funksionojë në një qark të caktuar. Metoda standarde e verifikimit, e dokumentuar nga SEMIKRON në shënimet e saj të aplikimit IGBT, është matja e formës aktuale të valës së tensionit kolektor-emiter në fikje, me dhe pa kondensatorin zbutës në vend, dhe konfirmimi se kulmi qëndron brenda tensionit të bllokimit të nominuar të IGBT-së në kushtet më të këqija. Pas fikjes, rryma kalon në kondensatorin zbutës, duke prodhuar një kulm rryme në çastin e ndërrimit, e ndjekur nga një lëkundje e zbutur midis kondensatorit zbutës dhe lidhjes DC, me frekuencën e lëkundjes të vendosur nga induktanca parazitare e shufrës së autobusit dhe vlera e kondensatorit zbutës.

I njëjti theksim mbi gjeometrinë e përçuesve dhe harduerin e terminalit me montim të drejtpërdrejtë si një variabël kryesor i projektimit, në vend të një mendimi të mëvonshëm, pasqyrohet në literaturën e projektimit të elektronikës së fuqisë që qarkullon gjerësisht, duke përfshirë referencën e projektimit të snubber të Rudy Severns të botuar nga Cornell Dubilier. Fizika themelore është gjithashtu e formalizuar në IEC 61071, standardin ndërkombëtar që rregullon kondensatorët për elektronikën e fuqisë, të cilin SMJ-P është projektuar ta përmbushë. Pika në të gjitha këto burime është e qëndrueshme:Qëllimi nuk është vetëm një vlerë e kapacitetit në një fletë specifikimesh, por një ulje e matur dhe e përsëritshme e tensionit maksimal në momentin e fikjes.

Ku përdoren kondensatorët SMJ-P

Diagrama e qarkut IGBT me gjysmë-urë me kondensatorin zbutës C3 të lidhur nëpër shinat e autobusit DC.

Kondensatorët zbutës nuk janë një komponent i veçantë. Ata shfaqen kudo që një pajisje ndërrimi të energjisë ka nevojë për mbrojtje nga veprimi i vet i ndërrimit:

• Invertorët dhe motorët e ngasjes, ku IGBT-të ndërrohen vazhdimisht dhe kanë nevojë për mbrojtje të vazhdueshme dv/dt

•Elektronikë e fuqisë së automjeteve elektrike, ku efikasiteti i ndërrimit dhe jetëgjatësia e komponentëve ndikojnë drejtpërdrejt në diapazonin dhe besueshmërinë

•Sistemet e energjisë së rinovueshme, duke përfshirë invertorët diellorë, ku shtypja e rritjes së tensionit mbron pajisjet e ndërrimit me fuqi të lartë gjatë dekadave të funksionimit

•Ndreqës,SVC-tëdhe furnizimet me energji të lokomotivave, ku rrymat e larta të pulsimit dhe ciklet e larta të punës e bëjnë performancën e ESR dhe ESL veçanërisht kritike.

E përbashkëta në të gjitha këto aplikacione është e njëjta: pajisjet komutuese gjenerojnë dukuri kalimtare, dhe diçka duhet t'i thithë ato pastër, cikël pas cikli, për gjithë jetëgjatësinë e sistemit.

Pse zgjedhjet e materialeve dhe të prodhimit përkeqësohen me kalimin e kohës

Puna e një kondensatori zbutës duket e thjeshtë në një fletë të dhënash. Në praktikë, performanca përcaktohet nga detaje që nuk shfaqen derisa sistemi të ketë funksionuar për vite me radhë: sa vazhdimisht vetë-shëron dielektrik pas stresit, sa fort kontrollohen ESR dhe ESL në të gjithë një seri prodhimi dhe nëse rezistenca e izolimit qëndron në të gjithë diapazonin e temperaturës dhe jo vetëm në temperaturën e dhomës.

Kjo është arsyeja pse SMJ-P i CRE-së e lidh vlerësimin e jetëgjatësisë së tij prej 100,000 orësh me një gjendje specifike të temperaturës së një pike të nxehtë (≤85°C), në vend që ta deklarojë atë si një numër të përgjithshëm, dhe pse rezistenca e izolimit specifikohet veçmas sipas diapazonit të kapacitetit në vend që të jetë një shifër e vetme gjithëpërfshirëse. Këto janë llojet e specifikimeve që kanë rëndësi për një inxhinier që validon një dizajn, jo vetëm një pretendim marketingu.

Pyetje të shpeshta: Përzgjedhja e kondensatorit të zbutësit IGBT

Q1：Çfarë është njëKondensator shuarës IGBTpërdoret për? 

Një kondensator shuarës IGBT shuan luhatjet e tensionit të gjeneruara kur një IGBT fiket, duke e mbrojtur pajisjen nga tejkalimi i tensionit të tij të bllokimit të vlerësuar. Kondensatori prej filmi polipropileni i metalizuar SMJ-P i CRE është projektuar për këtë qëllim, me një diapazon tensioni të vlerësuar nga 700V DC deri në 3000V DC.

Q2：Si ta zgjedh prodhuesin e duhur të kondensatorit shuarës? 

Kërkoni një prodhues që ofron kondensatorë filmi me ESR/ESL të ulët, certifikime të njohura (IEC 61071, UL94V-0) dhe opsione të personalizuara të kapacitetit ose tensionit.CREështë një prodhues i kondensatorëve të filmit që furnizon DC-Link,IGBT snubberdhe kondensatorë filtri EMC për elektronikën e fuqisë, energjinë e rinovueshme dhe aplikimet e transportit hekurudhor, me konfigurime përçuese aksiale dhe radiale të disponueshme.

Q3：Çfarë e bën një kondensator filmi polipropileni më të mirë se llojet e tjera të kondensatorëve shuarës? 

Filmi i metalizuar i polipropilenit ofron ESR/ESL të ulët, veti dielektrike vetë-shëruese dhe performancë të qëndrueshme në një gamë të gjerë temperaturash, duke e bërë atë dielektrik standard për aplikimet e zbutjes krahasuar me alternativat elektrolitike ose qeramike. SMJ-P i CRE funksionon nga -40°C deri në +85°C me një jetëgjatësi të vlerësuar prej 100,000 orësh.

Dokumentacioni i plotë teknik për SMJ-P është i disponueshëm këtu: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

Referencat:

1. KRIJO ENERGJI TË RE, “Kondensator i Kutisë Plastike IGBT Snubber SMJ-P"," Fleta e të Dhënave të Produktit. （https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

2. Semikron Danfoss, “Matja e tensionit maksimal IGBT dhe specifikimi i kondensatorit zbutës”, “Shënim Aplikimi AN 07-006.

（https://assets.danfoss.com/documents/latest/444044/AB501644922487en-000201.pdf）

3. Severns, Rudy. “Projektimi i zbutësve për qarqet e energjisë.” Shënim Aplikimi i Cornell Dubilier. （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

Specifikimet teknike pasqyrojnë të dhënat e publikuara në kohën e shkrimit. Lexuesit duhet të konfirmojnë vlerësimet aktuale me fletën e të dhënave më të fundit të prodhuesit para përdorimit përfundimtar të projektimit.