Список разделов Flyback.org.ru » Компоненты схем и общие вопросы построения трансформаторных hv-источников » Вопрос про максимальный импульсный ток и энергию обвала
Тему сейчас просматривают - зарегистрированных: 0, скрытых: 0 и гостей: 0
Зарегестрированные - Нет
тема: Вопрос про максимальный импульсный ток и энергию обвала
Ответить с цитатой

Пружина
Экзорцист


Создаю отдельную тему, т.к. считаю данный вопрос важным.Просьба не флудить.

Интересует следующий вопрос по части теории MOSFET/IGBT.У них есть такие параметры, как максимальный импульсный ток(Drain Current Pulsed) и энергия обвала(Avalanche Energy).Вопрос мой вот в чём: если у меня в ключе проскакивают короткие(десятки-сотни нс) импульсы тока, с двух-трёх кратным превышением Drain Current Pulsed, но их общая энергия за рабочий промежуток времени значительно меньше Avalanche Energy и температура кристалла в норме причинит ли это вред ключу(не только вынос, но и ускоренный износ кристалла)?

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 4:44 pm
Ответить с цитатой

KaV
 


Avalanche Energy (досл. "энергия лавины") - энергия лавинного пробоя. Того, что произойдёт при превышении предельного прямого напряжения.

По остальному - давай название ключа.
В момент этих импульсов ключ будет надёжно открыт или будет в динамике? Откуда такой ток?

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 4:57 pm
Ответить с цитатой

Пружина
Экзорцист


Имею в виду ситуацию, где кап разряжается на ключ.Суммарная его энергия скажем 1мДж, превышение тока в 3 раза.Не в конкретном ключе дело, интересует правило, которое можно применить к любому.

Добавлено: Насчёт прямого напряжения я что-то не понял.Прямое напряжение к ключу(открытому) приложить нельзя, можно только пропустить некоторый ток, который даст данное напряжение.Но в шитах приводится значение в джоулях, которые в вольты и амперы не переводятся, т.к. не указано время.Как я понимаю, энергия лавины означает выделение данного кол-ва энергии в виде тепла на кристалле одномоментно(т.е. за малый промежуток времени, за который кристалл условно не отводит тепло при его некоторой заданной температуре), при котором происходит лавинный пробой.Это так, или я ошибаюсь?И(если это так) значит ли это, что если не превышать эту энергию(в условиях нормальной температуры) можно не беспокоиться за здоровье тр-ра?

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 6:03 pm
Ответить с цитатой

neon
ПИЗДАБОЛ


http://www.vishay.com/docs/90160/an1005.pdf
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOUR...TE/CD00100956.pdf
http://www.microsemi.com/micnotes/APT9402.pdf
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1005.pdf

в файлах есть и расчёты. Только разбираться надо. БУдет время, постараюсь объяснить.

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 6:40 pm
Ответить с цитатой

Пружина
Экзорцист


Если бы я ещё понимал что там написано огорчён

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 7:04 pm
Ответить с цитатой

KaV
 


У MOSFET есть такая особенность, что при повышении тока через канал растёт и сопротивление канала из-за ослабления поля в нём.
Особенно резкий рост начинается при превышении током значения Pulsed Drain Current. MOSFET входит в режим насыщения, когда повышение напряжения уже не сопровождается заметным ростом тока.

Формально производитель гарантирует сохранение параметров ключа только при соблюдении режимов из номограммы "Safe Operating Area".
Всё что сверх этого - нужно долго и нудно испытывать с набором статистики.

Нагрев кристалла одиночным импульсом считать примерно так:
Δt=k*Rjc*(Ei/ti)
Где :
- k - коэффициент, полученный пересечением линии "Single Pulse" графика "Thermal Impedence" соответствующего временн́ого значения. Строго говоря, аппроксимировать графика продолжением линии за левую границу (10мкс для IRFP460) нельзя: теплопередача там нелинейна. Но если очень хочется, то можно (распечатать и дорисовать карандашом). Для заведомо наихудшего варианта можно взять крайнее значение без выхода за пределы графика (0.007 для IRFP460)
- Rjc (Rthj-case) - тепловое сопротивление кристалл-корпус (0.57 °C/Вт для IRFP460)
- Ei - энергия импульса , Дж
- ti - длительность импульса, с

Пример для 1 мДж, 100 нс и IRFP460:
Δt=0.007*0.57*((1e-3)/(100e-9)) = 39,9°
Хотя для 100 нс коэффициент k должен быть явно ниже; раз этак в пять, если не больше.

Получить многоамперный субмикросекундный импульс тока могут помешать индуктивности монтажа и элементов. Он там точно будет?

Пружина > Прямое напряжение к ключу(открытому) приложить нельзя, можно только пропустить некоторый ток, который даст данное напряжение.
О нём и речь. Однако при насыщении MOSFET напряжение на нём может дойти до лавинного пробоя.

Пружина > Но в шитах приводится значение в джоулях, которые в вольты и амперы не переводятся, т.к. не указано время.
Для твоего случая это значение бесполезно. Оно пригодится, когда потребуется оценить пригодность транзистора для ловли энергии выбросов с индуктивностей при закрытом ключе.

neon
Там в основном с индуктивностей ловят при малых токах и больших длительностях.

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 7:08 pm
Ответить с цитатой

Пружина
Экзорцист


KaV писал(а):
Формально производитель гарантирует сохранение параметров ключа только при соблюдении режимов из номограммы "Safe Operating Area".
Относительно этого графика вопрос: разброс напряжения в нём обусловлен условиями управления(напругой на затворе) или ещё чем?KaV писал(а):
Для твоего случая это значение бесполезно. Оно пригодится, когда потребуется оценить пригодность транзистора для ловли энергии выбросов с индуктивностей при закрытом ключе. Иными словами эта величина означает сколько энергии может схавать стабилитрон за раз и не подавиться?KaV писал(а):
Получить многоамперный субмикросекундный импульс тока могут помешать индуктивности монтажа и элементов. Он там точно будет?А хрен его знает.Судя по каду броски там большие быть могут, хотя ввести в модель все паразитные индуктивности я не могу.

Спасибо за подробные разъяснения.

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 8:57 pm
Ответить с цитатой

MEL
 


Про Single Pulse Avalanche Energy уже поднималась тема http://flyback.org.ru/viewtopic.php?t=1174&start=450

Добавлено: Mon Apr 11, 2011 9:13 pm
Ответить с цитатой

KaV
 


Пружина > разброс напряжения в номограмме обусловлен условиями управления(напругой на затворе) или ещё чем?

Это не совсем разброс. Разложим на составляющие:

На оси Y ток через ключ, на оси X - напряжение на ключе.

Серая область слева вверху недостижима из-за конечного сопротивления канала открытого MOSFET.

Белая область справа - ограничение по напряжению на закрытом ключе (500В).

Синяя линия - ключ полностью открыт, типичная прямая ВАХ канала-резистора. Дорисованный загиб в верхней части - насыщение ключа.

Зелёная область - работа на постоянном токе в линейном режиме. Справа сверху ограничена тепловыделением в 250 Вт.

Жёлтое - работа с одиночными импульсами, при которых тепловыделение больше 250 Вт. Справа указаны длительности импульсов. Ограничение - перегрев кристалла.

Оранжевое - работа с одиночными импульсами малой (ориентировочно менее 1мкс) длительности. Желательно избегать.

Красная область - ограничение по насыщению ключа током при слишком большой выделяемой мощности. Возможен отказ или деградация ключа.

(номограмма абстрактного транзистора; взята из даташита ST на IRFP460, но она к нему не подходит по сопротивлению канала; в даташитах других производителей - верные данные)


Пружина > эта величина означает сколько энергии может схавать стабилитрон за раз и не подавиться?
Угу. При дополнительных условиях: непревышение указанного в "Avalanche Current" тока и нагрев кристалла не выше "Max. Operating Junction Temperature". А то ведь для того же IRFP460 указано 20 А, что при 500 В даст 10 КВт. Такого в мало-мальски продолжительном режиме не выдержит даже термосопротивление кристалл-корпус (Δt=5700° - каково?).


Пружина > Спасибо за подробные разъяснения.
Пожалуйста. Я тоже узнал много нового-полезного.

Добавлено: Tue Apr 12, 2011 12:11 am
SOA.gif (33.06 Кб)

Список разделов Flyback.org.ru » Компоненты схем и общие вопросы построения трансформаторных hv-источников » Вопрос про максимальный импульсный ток и энергию обвала
    Просмотр темы целиком



Лицензионное соглашение

(c)Flyback.org.ru
Российское общество любителей высоких напряжений.
Использование материалов с данного сайта и форума возможно только с разрешения администрации.