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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verlustleistung bei IGBT


Autor: yannick (Gast)
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hallo  Leute,

ich möchte für mein Igbt den Verlustleistung berechnen;   aber ich finde 
dafür den Rds(on) nicht im Datenblatt. Kann Jemand mir behilflich sein 
???

mein versorgungsspannug ist 15 V  und der betriebstrom durch meine last 
soll max 6A.
ich verwende diese Igbt isl9v3040p3
wie komme ich auf die Impulsansteuerung bei 40% von gesamtperiode

danke

Autor: ... (Gast)
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Was hälst du von der Sättigungsspannung Vsat?

Autor: ... (Gast)
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Kleiner Nachtrag: bei 15V Versorgungsspannung ist ein Mosfet besser 
geeignet.

Autor: yannick (Gast)
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aber es gibt doch eine Statische verlust  und dynamische verlust oder 
???

Stationäre betrieb
Pv=I*I*Rdson

Autor: HildeK (Gast)
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>Was hälst du von der Sättigungsspannung Vsat?
Eben.
Der IGBT hat einen Transistor am Ausgang und deshalb keinen RDSon, 
sondern einen weitgehend festen Spannungsabfall (im On-Zustand) zwischen 
C und E.
http://de.wikipedia.org/wiki/IGBT

Autor: yannick (Gast)
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ok
 dann   lässt sich der Verlust aus Pv=Uce(sat)*I(betrieb)=1,6*6=9,6 W 
berechnen?

oder soll ich eher der Verlust beim Abschalten betrachten
 Pv=Ubvcer*I(betrieb)=430*6=2,5kW  wegen den induzierte Spannung ???

Aber sollte mann nicht den verlust bei Pulsbetrieb betrachten ?  und wie 
sie die formel aus ?

Autor: HildeK (Gast)
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>oder soll ich eher der Verlust beim Abschalten betrachten
> Pv=Ubvcer*I(betrieb)=430*6=2,5kW  wegen den induzierte Spannung ???

So einfach ist das nicht. Wenn die 430V auftreten, fließen ja nicht mehr 
die 6A.
Da müsstest du schon den zeitlichen Verlauf von UCE und des IC kennen 
und miteinander multiplizieren. Das ergibt dann eine sich über der Zeit 
ändernde Verlustleistung.

Bei Pulsbetrieb sind einmal die Umschaltverluste zu sehen (wie genannt) 
und dann hast du ja noch das Tastverhältnis, das deine mittlere 
Verlustleistung entsprechend reduziert (wenn du häufig genug 
umschaltest).

Autor: yannick (Gast)
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hallo was für einen Wert ist Pdm  im datenblatt bei der Kurvvenverlauf 
mit Impulsansteuerung?

bei t1= 4ms  ==> Zjc=0,6K/W
  ich kann dann die Verlustleistung so berechnen

Pdm = (Tj-Tc)/(Zjc*Rjc)

Autor: yannick (Gast)
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hallo
 ist mein Einsatz  so richtig ???

Autor: yannick (Gast)
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Kann mir wirklich niemand helfen ?
es ist etwa komplex mit diese Leistungberechnung und ableitung 
entsprechende kühlkörper.

lg
 Yannick

Autor: yannick (Gast)
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IGBT isl9v3040p3

Autor: HildeK (Gast)
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Ich würde dir ja gerne weiterhelfen, aber die Parameter in deiner 
angegeben Formel finde ich im Datenblatt nicht. Hast du einen Link zu 
deinem Datenblatt?
Vielleicht erzählst du auch mal, was du mit dem Teil machen willst:
- gelegentliches oder häufiges Ein- und Ausschalten einer Last oder
- einen linearen Betrieb oder
- eine PWM, dann mit welcher Frequenz, und
- welche Art von Last willst du schalten, und/oder usw.

Möglicherweise ist das alles gar kein Problem und durch eine einfache 
statische Betrachtung und eine Überschlagsrechnung löst sich alles in 
Wohlgefallen auf ...

Autor: yannick (Gast)
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Thank you
hier ist der Link:

http://www.fairchildsemi.com/ds/IS%2FISL9V3040P3.pdf

die Formel befindet sich im der Letzten kurvenabbildung fig.18
ich will eine Spule als Last schalten, diese haüfig mit einer frequenz 
von  100 Hz. Mit einem Tastverhältnis von 40% d. h 40% in On-zustand und 
60% in Off-Zustand.
Uo=15V  erreichte Strom durch impuls ist 7,5 A= Imax
ich habe mal gelesen , dass bei pulsbetrieb , soll man die 
Impulsverlustleistung betrachten

Autor: HildeK (Gast)
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Es ist wohl Bild 16, welches du meinst!?

Das Bild ist nicht leicht zu interpretieren. Ich weiß nicht, ob es mir 
gelungen ist. PD kann ich jetzt nicht sicher zuordnen; ist das die 
Verlustleistung P multipliziert mit dem Tastverhältnis oder einfach nur 
die Spitzenleistung während der Ein-Phase. Ich vermute mal letzteres.

Du hast 10ms Periode, davon 4ms ein. Demnach ist ZthJC ca. 0.8, die 
Kurve ist ja fast oben für Pulsdauern, die größer als 1ms sind. Selbst 
bei extremen Tastverhältnissen.
Das interpretiere ich mal so, dass der wesentliche Teil alleine durch 
die Erwärmung im eingeschaltete Zustand auftritt. Die durch 
Umschaltverluste hervorgerufene Erwärmung ist erst relevant im linken 
Teil der Kurve. Je länger der eigentliche Puls ist, desto weniger spielt 
es eine Rolle, dass der Transistor auch mal wieder ausgeschaltet wird - 
zumindest für die Temperaturerhöhung.

Im vorliegenden Fall würde ich mal so überschlagen:
7,5A * 1.7V = PD (1.7V sei max.Sättigung bei 7.5A, interpoliert)
ZthJC = 0.8
RthJC = 1K/W

Also wirst du eine Temperaturerhöhung der Sperrschicht von rund 10K über 
dem Gehäuse erhalten.

Welchen KK braucht man? Dazu muss man folgendes definieren:
Wie groß ist die max. Umgebungstemperatur, welche max. Temperatur willst 
du der Sperrschicht zumuten?

Autor: GB (Gast)
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Hallo,

sieh dir mal diese Seite an, dort ist das erklärt.
http://www.semikron.com/internet/index.jsp?languag...

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Als Anhaltspunkt für die dynamischen Verluste bei bekannter 
Schaltfrequenz f dient die Angabe der Schaltverlustenergie 
(Turn-on-energy Eon und Turn-off-energy Eoff), die sich in jedem 
IGBT-Datenblatt findet. Die Schaltverlustleistung Pdyn ergibt sich dann 
zu Pdyn = f * (Eon + Eoff)
Der so errechnete Wert gilt dann aber genaugenommen nur für die im 
Datenblatt angegebenen "Conditions". Das ist zumindest schonmal eine 
Größenordnung, mit der Du Deine Kühlung dimensionieren kannsr.

Jörg

Autor: yannick (Gast)
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Danke für die Hilfe,

>Also wirst du eine Temperaturerhöhung der Sperrschicht von rund 10K über
dem Gehäuse erhalten.

bist du auf diesem wert gekommen  mittel dem 12 W ??


>sieh dir mal diese Seite an, dort ist das erklärt.
 danke für den  link , es ist auch dort etwas gut erklärt , es   kann 
mir nicht so sehr behilflich  sein, da  ich die dort eingegebene 
Parametter  (Eon, Eoff) im dattenblatt nicht finden kann.

>Schaltverlustenergie
(Turn-on-energy Eon und Turn-off-energy Eoff), die sich in jedem
IGBT-Datenblatt findet. Die Schaltverlustleistung Pdyn ergibt sich dann
zu Pdyn = f * (Eon + Eoff)

ist  diese On- und Off-energie im Datenblatt unter SCIS Energie 
zusammengefasst ???

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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yannick wrote:

> ist  diese On- und Off-energie im Datenblatt unter SCIS Energie
> zusammengefasst ???

Der Begriff sagt mir jetzt nichts. Aus welchem Datenblatt stammt er ? 
Die Schaltverluste werden in allen mir bekannten Datenblättern mit Eon 
und Eoff bezeichnet. Oftmals werden sie auch zur "Total Switching 
Energy" oder "Total Switching Loss" Ets zusammengefaßt, was aber nur die 
Summe beider Werte ist.

Jörg

Autor: yannick (Gast)
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Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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yannick wrote:
> hier ist der link
>
> http://www.fairchildsemi.com/ds/FG%2FFGB3040CS.pdf

Achso, das ist ja auch kein normaler IGBT. Der ist speziell für 
Zündanlagen in Autos gedacht. Da bei diesen Anwendungen Frequenzen unter 
1 kHz üblich sind, sind die Schaltverluste gegenüber den statischen eher 
vernachlässigbar und werden vermutlich deshalb nicht angegeben. 
Wichtiger ist hier die Begrenzung der C-E-Spannung. Wie auch bei 
MOSFETs, die ebenfalls grundsätzlich eine D-S-Spannungsbegrenzung haben, 
wird die Energie angegeben, die der Transistor im Falle eines 
Überspannungsimpulses absorbieren kann. Mit den Schaltverlusten hat das 
nichts zu tun.

Jörg

Autor: faraday (Gast)
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Ich stimme Hilde + Jörg zu.
Bei automotive ignition IGBTs wird Eon/Eoff scheinbar nicht angegeben?
Das Zth bedeutet eigentlich nur, daß bei höherer Pulsfrequenz die 
Speicherung der thermischer Energie (Cth) mehr Gewicht im Verhältnis zur 
Wärmeleitung (Rth) bekommt.Man kann deshalb bei höherer Frequenz auch 
höhere Verlustleistungen fahren.
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-949.pdf
Wenn Du Dich nicht so gut auskennst, vergiß Zth und nimm einfach Rth, 
dann bist Du immer auf der sicheren Seite.

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