Основные правила эксплуатации IGBT модулей представлены в таблице:
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ IGBT МОДУЛЕЙ | |
|---|---|
| Режимы работы | Для гарантии надежной работы IGBT модулей рекомендуется их использование в следующих режимах. • Рабочие пиковые напряжения в схемах должны быть не более 80 %, а рабочее постоянное напряжение – не более 60 % от классификационного значения напряже- ния коллектор-эмиттер VCES. • Повторяющееся амплитудное значение тока должно быть не более 70 ÷ 80 % от классификационного постоянного тока коллектора IC. Ток перегрузки не должен превышать значения, установленного изготовителем для длительности импульса тока 1 мс и не должен быть повторяющимся. • Длительность протекания через модуль тока короткого замыкания из-за неисправности в нагрузке не должна превышать 10 мкс. • Температура кристалла не должна превышать 80 % от максимально допустимой температуры Tj max. • При включении преобразователя сначала должно подаваться напряжение питания на систему управления и драйверы, затем на IGBT. При выключении снятие напряжений питания должно производиться в обратном порядке |
| Цепь управления | • Рекомендуемое значение напряжения управления затвор-эмиттер VGE при включении должно быть +15 В ±10 % для обеспечения минимальных потерь во включен- ном состоянии. При выключении рекомендуется VGE в пределах -8 … -15 В. Этого достаточно для снижения потерь при выключении и обеспечения высокой стойко- сти транзистора к dV/dt. Времена нарастания и спада напряжения управления в рабочем режиме должны быть как можно короче. Максимальное напряжение за- твор-эмиттер не должно превышать ±20 В. Для защиты затвора от статического пробоя непосредственно в схеме необходимо подключение параллельно цепи затвор- эмиттер резистора сопротивлением 10 … 20 кОм. |
| Подключение модуля в схему и эксплуатация | При разработке устройств с применением IGBT модулей необходимо выполнять следующие требования. • Индуктивность силовых шин должна быть минимальной, в противном случае длинные токоведущие шины между модулем и фильтром питания могут привести к опасным выбросам напряжения при выключении модуля. Наилучшим вариантом для достижения минимальной индуктивности является применение плоских шин, разделенных изолятором. Запрещается устанавливать плавкие предохранители между фильтрами блока питания и силовыми ключами, так как предохранители имеют большую индуктивность. • Для защиты модулей от коммутационных перенапряжений в цепи коллектор-эмиттер следует применять снабберные RC- и RCD-цепи, установленные непосредст- венно на силовых выводах. • Для ограничения тока короткого замыкания при аварийном режиме рекомендуется включение между затвором и эмиттером защитной цепи, предотвращающей увеличение напряжения затвор-эмиттер при резком нарастании тока коллектора. Наилучшим вариантом является подключение параллельно цепи затвор-эмиттер последовательно соединенных диода Шоттки и конденсатора, заряженного до напряжения +15 В. Допускается применение в качестве защитного элемента стабили- трона на напряжение 15 В. • Для выключения тока короткого замыкания необходимо предусмотреть меры по предотвращению возникновения больших коммутационных перенапряжений, ко- торые могут привести к выходу за область безопасной работы и пробою модуля. Ограничение коммутационных выбросов можно осуществить несколькими методами: - снижение напряжения на выходе драйвера с меньшей скоростью, чем при выключении модуля в нормальном режиме работы (может производиться как по жестко заданному закону изменения напряжения на выходе драйвера, так и с использованием системы слежения за напряжением коллектор-эмиттер); - выключение модуля в два этапа – сначала перевод выхода драйвера в третье состояние и подключение в цепь затвор-эмиттер резистора, затем после снижения тока коллектора до номинального значения производится резкое выключение модуля. • Соединение управляющих выводов модуля с выходом драйвера должно быть осуществлено проводниками как можно меньшей длины для исключения помех в цепи управления, при этом необходимо использовать витую пару или использовать прямой монтаж платы драйвера на выводы управления модуля. Длина витой пары должна быть минимальной. • Модули высокой мощности состоят из нескольких секций, силовые выводы коллектора и эмиттера которых должны быть соединены между собой внешними шина- ми в соответствии с прилагаемой при поставке схемой |
| Защита от электро- статического пробоя | IGBT модули чувствительны к электростатическому разряду, поэтому при их транспортировке, монтаже и эксплуатации должны учитываться следующие требова- ния: • При транспортировке модулей затвор и управляющий эмиттерный вывод должны быть закорочены токопроводящими перемычками, которые не должны снимать- ся до момента подключения модуля в схему. • Производить монтажные работы с IGBT модулями необходимо только при наличии заземления персонала через высокоомный резистор сопротивлением от 100 кОм до 1 МОм (антистатический браслет). • Все инструменты и оснастка, с которыми может контактировать модуль, должны быть заземлены. • Перед проведением измерений или испытаний необходимо убедиться, что с измерительных приборов снят весь электростатический заряд. |
| Контроль параметров | Требования предосторожности при измерении параметров и характеристик модулей: • При всех измерениях напряжение на контактах модуля необходимо увеличивать, начиная с нуля и по окончании измерений уменьшить его до нуля, не допуская обрывов в измерительных цепях до полного снятия напряжения с модуля, в противном случае возможно повреждение прибора. • тКонтроль блокирующего напряжения цепи коллектор-эмиттер IGBT модуля необходимо производить только при закороченной цепи затвор-эмиттер. В случае раз- рыва этой цепи также может произойти выход модуля из строя. |