Мельников В. О.

Електромеханічні і енергозберігаючі системи

УДК 621.31
С. 189-195
Мова Укр.
Бібл. 12 назв.

ОЦІНКА ДИНАМІЧНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ СИЛОВИХ IGBT У СКЛАДІ  НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ЕНЕРГІЇ*

В. О. Мельников
Однією з найбільш ефективних енергозберігаючих та ресурсозберігаючих технологій, що визнано світовою практикою, є впровадження в усі галузі промисловості систем регульованого електроприводу, які характеризуються застосуванням напівпровідникових перетворювачів енергії. У загальному випадку робота напівпровідникових ключів супроводжується статичними та динамічними втратами, величина яких суттєво залежить від схемно-технічного рішення та конструктивного виконання перетворювача. Надано експериментальні дослідження роботи IGBT як ключового елемента силового напівпровідникового перетворювача енергії. Проведені дослідження щодо впливу додаткових схемних рішень регулювання швидкості перемикання силового ключа на втрати енергії при роботі на активне та активно-індуктивне навантаження дозволили виявити, що застосування додаткових кіл формування робочої точки IGBT забезпечує роздільне регулювання швидкостей увімкнення та вимкнення транзисторних ключів. Однак дані процеси супроводжуються значним збільшенням втрат енергії. У роботі також надано експериментальні дослідження впливу захисних кіл IGBT від перенапруги на їх комутаційні характеристики та на втрати енергії в напівпровідникових перетворювачах при роботі на активне та активно-індуктивне навантаження. Застосування додаткових схем захисту транзисторів у деякій мірі дозволяє вирішити завдання зменшення величини перенапруги на ключі, однак спостерігається суттєве погіршення таких комутаційних параметрів IGBT, як час увімкнення та вимкнення, що призводить до збільшення втрат енергії в процесі перемикання транзистора. Оцінка втрат енергії дозволяє визначити тепловий стан ключів на базі IGBT, що на етапі проектування напівпровідникових перетворювачів енергії разом із ретельною конструктивною проробкою, компактним розміщенням силових елементів та мінімізацією електричних зв’язків між ними дозволяє зменшити ймовірність попадання транзисторного ключа в один із режимів пробою.
Ключові слова: напівпровідниковий ключ, динамічні втрати, швидкість перемикання, захисні кола.