რა ხდება მიკროწამში, როდესაც IGBT გამოირთვება

ყოველ ჯერზე, როდესაციგბტგამოირთვება, დროის ძალიან მცირე ფანჯარაში რაღაც ძალადობრივი მოხდება.

ძაბვის ტალღის ფორმის შედარება, რომელიც აჩვენებს IGBT გამორთვის პიკს CRE სნუბბერ კონდენსატორით და მის გარეშე

მოწყობილობაში გამავალი დენი წყდება. წრედის ცვალებად ინდუქციაში დაგროვილ ენერგიას წასასვლელი არ აქვს. ის გამოიყოფა ძაბვის პიკის სახით. თუ არაფერი შთანთქავს ამ პიკს, მას შეუძლია გადააჭარბოს IGBT-ის ნომინალურ ძაბვას და დააზიანოს მოწყობილობა.

სწორედ ამ პრობლემის გადასაჭრელად არის შექმნილი გამთიშველი კონდენსატორი. და ეს კარგად გასაგებად ღირს, რადგან კარგ და საშუალო დონის გამთიშველ კონდენსატორს შორის განსხვავება მოწყობილობის გაუმართაობაში თვეების ან წლების შემდეგაც კი ვლინდება და არა პირველივე დღეს.

სნუბბერის კონდენსატორის ფუნქცია

A გამანადგურებელი კონდენსატორიგადართვის მოწყობილობის გასწვრივ ჯდება და გამოთავისუფლებულ ენერგიას უსაფრთხო ადგილას გადასცემს.

როდესაც IGBT გამოირთვება, კონდენსატორი შთანთქავს გარდამავალ დენს და ზღუდავს მოწყობილობაზე ძაბვის ზრდის სიჩქარეს (dv/dt). ეს ერთი ფუნქცია ერთდროულად სამ რამეს აკეთებს: ის ახშობს ძაბვის მკვეთრ ცვალებადობას, ამცირებს გადართვის დანაკარგებს და ასწორებს დენის და ძაბვის მკვეთრ ცვლილებებს, რომლებიც ზეწოლას ახდენს წრედის დანარჩენ ნაწილზე.

იმისათვის, რომ ეს კარგად იმუშაოს, ორი ელექტრული თვისება ყველაზე მეტად მნიშვნელოვანია: დაბალი ეკვივალენტური სერიული წინაღობა (ESR) და დაბალი ეკვივალენტური სერიული ინდუქციურობა (ESL). მაღალი ESR ან ESL ანელებს კონდენსატორის რეაქციას და ზღუდავს მისი სწრაფი გარდამავალი ძაბვის ეფექტურად დაბლოკვის შესაძლებლობას. სწორედ ამიტომ არის მეტალიზებული პოლიპროპილენის ფირი სასურველი მასალა სნუბბერის უმეტესი აპლიკაციებისთვის. ის აერთიანებს დაბალ ESR/ESL-ს თვითაღდგენილ დიელექტრიკთან, ამიტომ კონდენსატორი ინარჩუნებს საიმედო მუშაობას ძაბვის განმეორებითი დატვირთვის შემდეგაც კი.

შიგნითSMJ-PCRE-ს პლასტმასის ყუთის IGBT გამანადგურებელი კონდენსატორი

CRE-ის SMJ-P არის პლასტმასის ყუთის ფორმის გამთიშველი კონდენსატორი, რომელიც სპეციალურად IGBT-სგან დაცვისთვისაა შექმნილი, თუნუქით მოპირკეთებული სპილენძის ჩანართებით, IGBT მოდულზე მარტივი ინსტალაციისთვის.

CRE SMJ-P პლასტმასის ყუთის IGBT გამთიშველი კონდენსატორი თუნუქით მოპირკეთებული სპილენძის მავთულებით

ძირითადი ტექნიკური პარამეტრები:

თავად კონსტრუქცია აგებულია იმავე ლოგიკით, რაც ელექტრო შესრულებას. პლასტმასის კორპუსი დალუქულია ფისით, რომელიც იცავს გრაგნილს ტენიანობისა და მექანიკური დატვირთვისგან. ხელმისაწვდომია როგორც ღერძული, ასევე რადიალური განმანაწილებელი კონფიგურაციები, ამიტომ ერთი და იგივე კონდენსატორების ოჯახი შეიძლება მოერგოს მოდულების სხვადასხვა განლაგებას ყოველ ჯერზე ინდივიდუალური რედიზაინის გარეშე.

დეტალი, რომელიც სტატიების უმეტესობას გამოტოვებს: ლიდის გეომეტრია ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც ტევადობა

ყველაზეგამანადგურებელი კონდენსატორიშინაარსი მთავრდება „გამოიყენეთ პოლიპროპილენის ფირი, ის თვითაღდგენადია“. ეს მართალია, მაგრამ ეს ინჟინერიის ისტორიის მხოლოდ ნახევარია და ეს ნახევარი არ განსაზღვრავს, იმუშავებს თუ არა მოცემული ნაწილი კონკრეტულ წრედში.

მეორე ნახევარი მარყუჟის ინდუქციურობაა. მხოლოდ ტევადობის მნიშვნელობა არ იძლევა დაბალი ძაბვის პიკის გარანტიას, თუ კონდენსატორის თვითინდუქციურობა მაღალი რჩება, რადგან ტერმინალებსა და შიდა შეერთებებს შორის მარყუჟში დარჩენილი ინდუქციურობა თავად არის პასუხისმგებელი ძაბვის პიკის ან გარდამავალი დენის გენერირებაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მაღალი ტევადობის ნაწილს გრძელი, თხელი გამტარებით შეიძლება ჩამოუვარდეს მოკლე, ფართო ტერმინალების მქონე პატარა ნაწილს.

დიაგრამა, რომელიც ადარებს მარყუჟის ინდუქციურობას გრძელგამტარ და პირდაპირ დამონტაჟებულ სნუბბერ კონდენსატორის ტერმინალებს შორის

სწორედ ამიტომ, მონტაჟის მეთოდი უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე ეს მონაცემთა ფურცელზე ჩანს. ფართო, ბრტყელი ტერმინალების მქონე კონდენსატორები, რომელთა პირდაპირ IGBT მოდულზე მიმაგრება შესაძლებელია, უფრო დაბალ თვითინდუქციურობას აღწევენ, ვიდრე გრძელი მავთულით შეერთებული ნაწილები. SMJ-P-ის თუნუქით მოპირკეთებული სპილენძის ჩასადგმელი კაბელები და ღერძული ან რადიალური კონფიგურაციის არჩევანი ზუსტად ამ მიზეზით არსებობს: შეერთების გზა მოკლე იყოს და ნომინალურმა ტევადობამ რეალურად უზრუნველყოს dv/dt დაცვა, რისთვისაც ის არის განკუთვნილი.

თვითაღდგენის თვისებას მაინც აქვს მნიშვნელობა, ცალკე. მეტალიზებული პოლიპროპილენის ფირი, რომელიც განიცდის ლოკალიზებულ დიელექტრიკულ დაშლას, ამ დეფექტს მიკროწამებში გამოყოფს, სრული გაუმართაობის ნაცვლად, სწორედ ამიტომ ფირი ამ აპლიკაციისთვის სტანდარტულ დიელექტრიკად რჩება კერამიკულ ან ელექტროლიტურ ალტერნატივებთან შედარებით. თუმცა, თვითაღდგენა და დაბალი მარყუჟის ინდუქციურობა ორი განსხვავებული საინჟინრო პრობლემაა და გამქრალი კონდენსატორი ორივეს სწორად უნდა აკმაყოფილებდეს.

SMJ-P CRE-ის უფრო ფართო სნუბბერ კონდენსატორების დიაპაზონში

ისSMJ-P პლასტიკური ყუთის ფორმატიწარმოადგენს CRE-ის მიერ შემოთავაზებული რამდენიმე კაბელისა და კორპუსის კონფიგურაციიდან ერთ-ერთს IGBT და GTO სნუბბერისგან დაცვისთვის. სამონტაჟო სივრცის, კაბელის ორიენტაციისა და თერმული მოთხოვნების მიხედვით, CRE ასევე აწარმოებს ღერძულ კაბელისა და მილარის ლენტის ვარიანტებს, რომლებიც აგებულია იმავე მეტალიზებული პოლიპროპილენის ფირის ტექნოლოგიაზე და დაპროექტებულია იმავე ESR/ESL შესრულების სტანდარტებით. ეს ნიშნავს, რომ დიზაინის გუნდს შეუძლია ფორმატებს შორის გადართვა განლაგების ევოლუციის შესაბამისად, ძირითადი დიელექტრიკული სისტემის ნულიდან ხელახალი კვალიფიკაციის გარეშე.

როგორ ამოწმებენ ინჟინრები შემამცირებელი კონდენსატორის არჩევანს

მონაცემთა ცხრილში მოცემული ტევადობა და ძაბვის ნომინალური მაჩვენებელი საკმარისი არ არის იმის დასადასტურებლად, რომ გამფანტველი კონდენსატორი იმუშავებს მოცემულ წრედში. სტანდარტული დადასტურების მეთოდი, რომელიც SEMIKRON-მა აღწერა თავის IGBT აპლიკაციის შენიშვნებში, არის კოლექტორ-ემიტერის ძაბვის რეალური ფორმის გაზომვა გამორთვისას, გამფანტველი კონდენსატორის ადგილზე ყოფნით და მის გარეშე, და იმის დადასტურება, რომ პიკი რჩება IGBT-ის ნომინალურ ბლოკირების ძაბვის ფარგლებში უარეს შემთხვევაში. გამორთვის შემდეგ, დენი გადადის გამფანტველ კონდენსატორში, რაც წარმოქმნის დენის პიკს გადართვის მომენტში, რასაც მოჰყვება ჩამქრალი რხევა გამფანტველ კონდენსატორსა და DC შეერთებას შორის, რხევის სიხშირით, რომელიც განისაზღვრება სალტის პარაზიტული ინდუქციით და გამფანტველი კონდენსატორის მნიშვნელობით.

იგივე აქცენტი ელექტრონიკის გეომეტრიასა და პირდაპირ დამონტაჟებადი ტერმინალის აპარატურაზე, როგორც დიზაინის პირველად ცვლადზე, და არა შემდგომში მიღებულ საკითხზე, აისახება ფართოდ გავრცელებულ ელექტრონიკის დიზაინის ლიტერატურაში, მათ შორის რუდი სევერნსის „სნუბერის დიზაინის“ ცნობარში, რომელიც გამოქვეყნდა კორნელ დუბილიეს მიერ. ძირითადი ფიზიკა ასევე ფორმალიზებულია IEC 61071-ში, რომელიც წარმოადგენს დენის ელექტრონიკის კონდენსატორების მარეგულირებელ საერთაშორისო სტანდარტს და რომლის დასაკმაყოფილებლადაც SMJ-P არის შექმნილი. ყველა ამ წყაროს მოსაზრება თანმიმდევრულია:მიზანი არ არის მხოლოდ სპეციფიკაციებში მითითებული ტევადობის მნიშვნელობა, ეს არის გამორთვის დროს პიკური ძაბვის გაზომილი, განმეორებადი შემცირება.

სად გამოიყენება SMJ-P კონდენსატორები

ნახევრად ხიდიანი IGBT წრედის დიაგრამა C3 გამთიშველი კონდენსატორით, რომელიც დაკავშირებულია DC სალტის რელსებზე.

გამთიშველი კონდენსატორები არ წარმოადგენს ნიშურ კომპონენტს. ისინი ჩნდება ყველგან, სადაც დენის გადამრთველ მოწყობილობას სჭირდება დაცვა საკუთარი გადართვის მოქმედებისგან:

• ინვერტორები და ძრავის დრაივები, სადაც IGBT-ები მუდმივად გადადიან და საჭიროებენ თანმიმდევრულ dv/dt დაცვას

•ელექტრომობილის ელექტრონიკა, სადაც გადართვის ეფექტურობა და კომპონენტების ხანგრძლივობა პირდაპირ გავლენას ახდენს დიაპაზონსა და საიმედოობაზე

•განახლებადი ენერგიის სისტემები, მათ შორის მზის ინვერტორები, სადაც ძაბვის პიკის ჩახშობა იცავს მაღალი სიმძლავრის გადართვის მოწყობილობებს ათწლეულების განმავლობაში მუშაობის განმავლობაში

•გასწორებლები,SVC-ებიდა ლოკომოტივის ელექტრომომარაგება, სადაც მაღალი იმპულსური დენები და მომთხოვნი სამუშაო ციკლები ESR-ის და ESL-ის მუშაობას განსაკუთრებით კრიტიკულს ხდის.

ყველა ამ აპლიკაციის საერთო ხრიკი ერთი და იგივეა: გადართვის მოწყობილობები წარმოქმნიან გარდამავალ მოვლენებს და რაღაცამ უნდა შთანთქოს ისინი ციკლურად, ციკლიდან ციკლამდე, სისტემის მთელი სიცოცხლის განმავლობაში.

რატომ იცვლება მასალისა და წარმოების არჩევანი დროთა განმავლობაში

მონაცემთა ცხრილში გამთიშველი კონდენსატორის ფუნქცია მარტივად გამოიყურება. პრაქტიკაში, მისი მუშაობა განისაზღვრება დეტალებით, რომლებიც სისტემის წლების განმავლობაში მუშაობის შემდეგ არ ჩანს: რამდენად თანმიმდევრულად აღდგება დიელექტრიკი დატვირთვის შემდეგ, რამდენად მკაცრად კონტროლდება ESR და ESL წარმოების პარტიაში და უძლებს თუ არა იზოლაციის წინააღმდეგობა მთელ ტემპერატურულ დიაპაზონში და არა მხოლოდ ოთახის ტემპერატურაზე.

სწორედ ამიტომ, CRE-ის SMJ-P 100,000 საათიან სიცოცხლის ხანგრძლივობას კონკრეტული ცხელი წერტილის ტემპერატურის პირობებს (≤85°C) უკავშირებს, ზოგადი რიცხვის ნაცვლად, და ამიტომ იზოლაციის წინაღობა ცალკე მითითებულია ტევადობის დიაპაზონის მიხედვით და არა ერთიანი ციფრის სახით. დიზაინის დასადასტურებლად ინჟინრისთვის მნიშვნელოვანია ეს სპეციფიკაციები და არა მხოლოდ მარკეტინგული პრეტენზია.

ხშირად დასმული კითხვები: IGBT სნუბბერის კონდენსატორის შერჩევა

Q1：რა არისIGBT სნუბბერის კონდენსატორიგამოიყენება? 

IGBT ჩამხშობი კონდენსატორი ახშობს IGBT-ის გამორთვის დროს წარმოქმნილ ძაბვის პიკებს, იცავს მოწყობილობას მისი ნომინალური ბლოკირების ძაბვის გადაჭარბებისგან. CRE-ის SMJ-P მეტალიზებული პოლიპროპილენის ფირის კონდენსატორი შექმნილია ამ მიზნით, ნომინალური ძაბვის დიაპაზონით 700 ვ DC-დან 3000 ვ DC-მდე.

Q2：როგორ ავირჩიოთ სწორი გამანადგურებელი კონდენსატორის მწარმოებელი? 

მოძებნეთ მწარმოებელი, რომელიც გთავაზობთ დაბალი ESR/ESL ფირის კონდენსატორებს, აღიარებულ სერტიფიკატებს (IEC 61071, UL94V-0) და მორგებულ ტევადობის ან ძაბვის ვარიანტებს.კრეარის DC-Link-ის მომწოდებელი ფირის კონდენსატორების მწარმოებელი,IGBT სნუბერიდა ელექტრომაგნიტური კომბინაციის ფილტრის კონდენსატორები ელექტრონიკის, განახლებადი ენერგიის და რკინიგზის ტრანზიტის აპლიკაციებისთვის, როგორც ღერძული, ასევე რადიალური კაბელების კონფიგურაციებით.

Q3：რით განსხვავდება პოლიპროპილენის ფირის კონდენსატორი სხვა ტიპის გამთიშველი კონდენსატორებისგან? 

მეტალიზებული პოლიპროპილენის ფირი გამოირჩევა დაბალი ედს/ედს-ით, თვითაღდგენითი დიელექტრიკული თვისებებით და სტაბილური მუშაობით ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში, რაც მას ელექტროლიტურ ან კერამიკულ ალტერნატივებთან შედარებით სნუბბერის აპლიკაციებისთვის სტანდარტულ დიელექტრიკად აქცევს. CRE-ის SMJ-P მუშაობს -40°C-დან +85°C-მდე, ნომინალური 100,000 საათიანი სიცოცხლის ხანგრძლივობით.

SMJ-P-ის სრული ტექნიკური დოკუმენტაცია ხელმისაწვდომია აქ: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

ცნობები:

1. შექმენით ახალი ენერგია,პლასტიკური ყუთის IGBT გამანადგურებელი კონდენსატორი SMJ-P„პროდუქტის მონაცემთა ფურცელი. （https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html）

2. სემიკრონ დანფოსი, „IGBT პიკური ძაბვის გაზომვა და კონდენსატორის გამამხნევებელი სპეციფიკაცია“, განაცხადის შენიშვნა AN 07-006.

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

3. სევერნსი, რუდი. „ელექტრო წრედებისთვის დამუხრუჭებელი მექანიზმების დიზაინი“. კორნელ დუბილიეს განაცხადის შენიშვნა. （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

ტექნიკური მახასიათებლები ასახავს გამოქვეყნებულ მონაცემებს წერის დროს. მკითხველმა საბოლოო დიზაინის გამოყენებამდე უნდა გადაამოწმოს მიმდინარე შეფასებები მწარმოებლის უახლეს მონაცემთა ფურცელთან.