Besoin d'aide pour comprendre et interpréter les fiches techniques IGBT

En ce qui concerne la commande du moteur, je comprends que nous avons la possibilité d'utiliser des MOSFET ou IGBT discrets. En outre, il existe certains produits sur le marché où 6 IGBT sont placés dans un seul emballage, comme le GB25XF120K . (Voici un autre exemple, extrait d'Infineon: FS75R06KE3 )

Cependant, je ne sais pas comment comparer et opposer cette solution à l'utilisation de 6 MOSFET discrets, en termes de:

Vitesse de commutation
Dissipation de puissance (statique; quel est l'équivalent IGBT I ² * R _{DS, activé} ?)
Dissipation de puissance (commutation)
Refroidissement (Pourquoi n'y a-t-il pas de résistance thermique de jonction à l'ambiance publiée?).
Circuit de commande de porte

De plus, toutes les sources que j'ai lues sur le sujet "recommandent" des IGBT pour les hautes tensions (> 200V) mais elles n'entrent pas vraiment dans les détails. Je pose donc à nouveau la question, peut-être un peu différemment: pourquoi ne voudrais-je pas utiliser un IGBT pour, par exemple, un moteur CC sans balais de 48 V?

— Quelque chose de mieux
source

Dans votre lien Infineon, regardez K / W, c'est une résistance thermique. Juste à Kelvins (qui a exactement la même taille que Celsius). La dissipation provient de P = Vce * I comme dans BJT.

@Rocket Surgeon: Oui, mais aucune des valeurs de résistance thermique n'est "*** - à ambiante". Est-ce parce qu'un radiateur est toujours nécessaire?

— SomethingBetter

Vous pouvez ajouter une jonction arithmétique au package et un package au dissipateur thermique. Le résultat sera la jonction avec la température ambiante.

@Rocket Surgeon - [jonction au package] + [package au radiateur]! = [Jonction à la température ambiante]. Les deux premières résistances thermiques sont conductrices et faibles (~ 1 K / W), car le dernier échange de chaleur se fait par convection et cette résistance thermique est généralement beaucoup plus élevée que les autres additionnées, souvent plus de 10 fois plus élevée pour les petits dissipateurs de chaleur .

— stevenvh

@stevenvh: Je suppose que cela dépend de votre dissipateur thermique. De plus, tu m'as battu de 8 secondes.

— Kevin Vermeer

$m\Omega$

Les IGBT deviennent les pièces de choix lorsque vous souhaitez commuter des courants élevés à des tensions élevées. Leur avantage est une chute de tension assez constante (V _{CE, sat} ) par rapport à la résistance en marche d'un MOSFET (R _{DS, en marche} ). Connectons les propriétés caractéristiques des appareils respectifs responsables des pertes de puissance statiques en deux équations pour obtenir un meilleur aperçu (statique signifie que nous parlons d'appareils qui sont allumés tout le temps, nous envisagerons de commuter les pertes plus tard).

_Perte P _{, IGBT} = I * V _{CE, sat}

_Perte P _{, MOSFET} = I ² * R _{DS, activé}

Vous pouvez voir qu'avec l'augmentation du courant, les pertes dans un IGBT augmentent de manière linéaire et celles dans un MOSFET augmentent avec une puissance de deux. À des tensions élevées (> = 500 V) et pour des courants élevés (peut-être> 4 ... 6 A), les paramètres couramment disponibles pour V _{CE, sat} ou R _DS, vous indiquent qu'un IGBT aura des pertes de puissance statiques inférieures par rapport à à un MOSFET.

Ensuite, vous devez considérer les vitesses de commutation: lors d'un événement de commutation, c'est-à-dire pendant la transition de l'état hors tension d'un appareil à son état en marche et vice versa, il y a un bref instant où vous avez une tension assez élevée à travers l'appareil ( V _CE ou V_DS ) et du courant circule dans l'appareil. Puisque la puissance est la tension multipliée par le courant, ce n'est pas une bonne chose et vous voulez que ce temps soit aussi court que possible. De par leur nature, les MOSFET commutent beaucoup plus rapidement que les IGBT et auront des pertes de commutation moyennes plus faibles. Lors du calcul de la dissipation de puissance moyenne causée par les pertes de commutation, il est important de regarder la fréquence de commutation de votre application particulière - c'est-à-dire: la fréquence à laquelle vous mettez vos appareils à travers le laps de temps où ils ne seront pas complètement allumés (V _CEou V _DS presque zéro) ou éteint (courant presque zéro).

Dans l'ensemble, les chiffres typiques sont que ...

Les IGBT seront meilleurs

fréquences de commutation inférieures à 10 kHz environ
tensions supérieures à 500 ... 800 V
courants moyens supérieurs à 5 ... 10 A

Ce ne sont que quelques règles de base et c'est certainement une bonne idée d'utiliser les équations ci-dessus avec les paramètres réels de certains appareils réels pour obtenir une meilleure sensation.

Remarque: les convertisseurs de fréquence pour moteurs ont souvent des fréquences de commutation comprises entre 4 et 32 kHz, tandis que les alimentations à découpage sont conçues avec des fréquences de commutation> 100 kHz. Les fréquences plus élevées ont de nombreux avantages à commuter les alimentations (plus petits magnétiques, plus petits courants d'ondulation) et la principale raison pour laquelle elles sont possibles aujourd'hui est la disponibilité de MOSFET de puissance bien améliorés à> 500 V. La raison pour laquelle les conducteurs de moteur utilisent encore 4 .. .8 kHz est dû au fait que ces circuits doivent généralement gérer des courants plus élevés et que vous concevez le tout autour d'IGBT à commutation plutôt lente.

Et avant d'oublier: au-dessus d'environ 1000 V, les MOSFET ne sont tout simplement pas disponibles (presque, ou ... sans frais raisonnables; [modifier:] SiC peut devenir une option quelque peu raisonnable à partir de mi-2013 ). Par conséquent, dans les circuits qui nécessitent la classe d'appareils de 1200 V, il vous suffit de vous en tenir aux IGBT, principalement.

— zebonaut
source