ターン - オンとターン - IGBT製品の時間をオフにする方法は？
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ちょっと、そこ！ IGBT製品のサプライヤーとして、私はしばしば、これらの気の利いた小さなデバイスのターンオンとターンオフの時間を測定する方法について尋ねられます。それで、私はこのブログ投稿をまとめて、このトピックに関するいくつかの洞察とヒントを共有すると思いました。
まず、IGBTが何であるかをすぐに理解しましょう。断熱ゲートバイポーラトランジスタ、または略してIGBTは、MOSFET（金属酸化物線維伝導器フィールド効果トランジスタ）と双極接合トランジスタの利点を組み合わせたパワー半導体デバイスです。それらは、モータードライブ、電源、再生可能エネルギーシステムなどのさまざまなアプリケーションで広く使用されています。これは、比較的低い電力損失を提供しながら高電圧と電流を処理できるためです。
さて、なぜIGBT製品のターンオンとターンオフ時間を測定するのはなぜそれほど重要ですか？まあ、これらの時間は、システム全体のパフォーマンスと効率に直接影響します。ターンオン時間が長すぎると、電力損失の増加と効率の低下につながる可能性があります。一方、ターンオフ時間が長すぎると、回路でオーバーシュートや鳴り響きを引き起こす可能性があり、他のコンポーネントに損傷を与える可能性があります。したがって、これらの時間の正確な測定を取得することは、IGBTベースのシステムのパフォーマンスを最適化するために重要です。
ターンオン時間の測定
IGBTのターンオン時間は、デバイスがオフ状態からオン状態に切り替えるのにかかる時間です。これを測定するために、通常、電源、負荷抵抗器、ゲートドライバー、オシロスコープを含むテストセットアップを使用します。
ターンオン時間の測定方法に関する段階的なガイドを次に示します。
- テスト回路をセットアップします：IGBTを電源と負荷抵抗に接続します。電源がIGBTの適切な電圧と電流レベルに設定されていることを確認してください。ゲートドライバーをIGBTのゲートに接続し、オシロスコープをIGBTのゲートおよびコレクター端子に接続します。
- ゲート信号を適用します：ゲートドライバーを使用して、IGBTにゲート信号を適用します。ゲート信号は、IGBTをオンにするのに十分な高レベルで、それをオフにするのに十分な低レベルの正方形の波である必要があります。
- 波形を観察します：オシロスコープを使用して、ゲート電圧波形とコレクターの電流波形を観察します。ターンオン時間は、ゲート電圧が特定のしきい値（通常はゲート電圧振幅の10％）に達するモーメントと、コレクター電流が最終値の特定のパーセンテージ（通常90％）に達するモーメントとの間の時間間隔です。
ターンオン時間は、ゲート抵抗、負荷電流、IGBTの温度など、さまざまな要因によって影響を受ける可能性があることに注意することが重要です。したがって、ターンオン時間を測定するときは、これらの要因を考慮してください。
ターンオフ時間の測定
IGBTのターンオフ時間は、デバイスがオン状態からオフ状態に切り替えるのにかかる時間です。これを測定するために、ターンオン時間を測定するために同様のテストセットアップを使用しますが、いくつかの変更があります。
ターンオフ時間の測定方法に関する段階的なガイドを次に示します。
- テスト回路をセットアップします：IGBTを電源と負荷抵抗に接続します。電源がIGBTの適切な電圧と電流レベルに設定されていることを確認してください。ゲートドライバーをIGBTのゲートに接続し、オシロスコープをIGBTのゲートおよびコレクター端子に接続します。
- ゲート信号を適用します：ゲートドライバーを使用して、IGBTにゲート信号を適用してオンにします。 IGBTが完全にオンになったら、負のゲート信号を適用してオフにします。
- 波形を観察します：オシロスコープを使用して、ゲート電圧波形とコレクターの電流波形を観察します。ターンオフ時間は、ゲート電圧が特定のしきい値（通常はゲート電圧振幅の90％）に達する瞬間と、コレクター電流が初期値の一定のパーセンテージ（通常10％）に達する瞬間との間の時間間隔です。
ターンオン時間と同様に、ターンオフ時間は、ゲート抵抗、負荷電流、IGBTの温度などのさまざまな要因の影響を受ける可能性があります。したがって、ターンオフ時間を測定するときは、これらの要因を考慮してください。
正確な測定のためのヒント
IGBT製品のターンオンとターンオフ時間の正確な測定を取得するには、次のことを念頭に置いてください。
- 高品質のオシロスコープを使用します：正確な測定には、高速サンプリングレートと高い帯域幅を備えた高品質のオシロスコープが不可欠です。オシロスコープには、ゲートの電圧とコレクターの電流を同時に監視するのに十分なチャネルがあることを確認してください。
- 寄生インダクタンスと容量を最小限に抑えます：試験回路の寄生インダクタンスと容量は、波形に影響を与え、不正確な測定につながる可能性があります。これらの効果を最小限に抑えるには、短いワイヤと厚いワイヤを使用し、コンポーネントを可能な限り近くに配置します。
- 測定を繰り返します：測定の精度を確保するには、測定値を数回繰り返し、平均値を取得します。これは、ノイズやその他のランダムな要因の影響を減らすのに役立ちます。
- テスト機器を調整します：テスト機器を定期的に調整して、その精度を確保するようにしてください。これには、オシロスコープ、電源、およびゲートドライバーが含まれます。
結論
IGBT製品のターンオンとターンオフ時間の測定は、IGBTベースのシステムのパフォーマンスと効率を最適化する重要なステップです。このブログ投稿で概説されている手順とヒントに従うことで、これらの時間の正確な測定を取得し、IGBTベースのシステムの設計と運用に関する情報に基づいた決定を下すことができます。
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ご質問がある場合や支援が必要な場合は、お気軽にご連絡ください。 IGBT製品のニーズをお手伝いし、潜在的な調達の機会について話し合います。
参照
- 「パワーエレクトロニクス：コンバーター、アプリケーション、およびデザイン」Ned Mohan、Tore M. Undeland、およびWilliam P. Robbins
- Hans-Joachim Schulz、JürgenKolar、ヨハンW.コラルによる「IGBTハンドブック」
