Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik maximale Temperatur eines IGBT


von Herbert (Gast)


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Hallo!

Ich verwende den IGBT STGF7NB60SL, das Datenblatt ist hier ersichtlich:
http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00003578.pdf

Diesen IGBT will ich aus einer Schaltung auslöten. Dabei habe ich 
bemerkt, dass der IGBT sehr rasch relativ heiß wird. Im Datenblatt ist 
eine Temperaturangabe: Operating Junction Temperature: -55°C bis 150°C.

Nun meine Frage: Ist das ein Problem, wenn der IGBT beim Lötprozess 
(Schaltung nicht aktiv) eine hohe Temperatur abbekommt (Lötkolben 
370°C)? Oder beziehen sich diese Temperaturangaben nur auf die 
Zeitspanne, in der ein Strom über den IGBT fließt?

von Falk B. (falk)


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@Herbert (Gast)

>Nun meine Frage: Ist das ein Problem, wenn der IGBT beim Lötprozess
>(Schaltung nicht aktiv) eine hohe Temperatur abbekommt (Lötkolben
>370°C)?

Nein, wenn du ihn nicht gerade stundenlang mit 400°C brätst.

> Oder beziehen sich diese Temperaturangaben nur auf die
> Zeitspanne, in der ein Strom über den IGBT fließt?

Ja. ODer Spannung anliegt.

von 6A66 (Gast)


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Herbert schrieb:
> Nun meine Frage: Ist das ein Problem, wenn der IGBT beim Lötprozess
> (Schaltung nicht aktiv) eine hohe Temperatur abbekommt

Normal nicht, Lötvorgänge haben eine hohe Temperatur von (etwa) 250DEG 
... 360DEG.

Herbert schrieb:
> (Lötkolben
> 370°C)?

Kommt auf die Zeit an, wenn Du da 1h draufhälst ist die 
Wahrscheinlichkeit eine Hitzetods hoch. Abeer bei wenigen Sekunden 
sollte das kein Problem sein. Wurde früher ja auch mit Lötkolben 
eingelötet.

rgds

von Herbert (Gast)


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Hallo!

Danke für eure Antworten!

Was ist denn eigentlich der genaue Grund, dass ein IGBT in einer 
Schaltung kaputt geht? Wenn ein sehr hoher Strom über den IGBT fließt, 
wird er heiß und geht kaputt, oder?

LG

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Auch...
Ansonsten: Überspannungen, häufige Aufwärm-/ Abkühlzyklen, da bekommen 
insbesondere größere IGBTs teils Risse.

von Herbert (Gast)


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Hätte dazu noch eine Frage:
Im Datenblatt (oben angehängt) auf Seite 2 stehen 2 Kollektorströme:
für 25°C -> 15A
für 100°C -> 7A

Sind das die Maximalströme, die der IGBT bei der entsprechenden 
Temperatur verträgt?

Welche Temperatur ist das genau? Die am Gehäuse oder die inenrhalb bei 
der Sperrschicht? Oder ist die sowiso gleich?

Wenn ich nun mit diesem IGBT eine Last von 1250 W (mehrere Glühlampen 
parallel) schalten will, was sollte dann passieren? Das müsste einen 
Strom von etwas über 5A ergeben (Annahme: Glühlampen sind vorgewärmt).

Meine Überlegung: Der IGBT erwärmt sich mit der Zeit (wie schnell?) und 
verträgt dadurch immer weniger Strom, ist das korrekt?

Wenn dieser Strom nun länger über den IGBT fließt, kann es dann sein 
dass der so heiß wird, dass er auch bei diesem Strom kaputt geht?

LG

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Herbert schrieb:
> Im Datenblatt (oben angehängt) auf Seite 2 stehen 2 Kollektorströme:
> für 25°C -> 15A
> für 100°C -> 7A
> Sind das die Maximalströme, die der IGBT bei der entsprechenden
> Temperatur verträgt?
Ja.

> Welche Temperatur ist das genau? Die am Gehäuse oder die inenrhalb bei
> der Sperrschicht?
Die an der Sperrschicht.

> Oder ist die sowiso gleich?
Im Betrieb nicht.
Wenn der IGBT längere Zeit aus war, dann ist beides auf Raumtemperatur.

> Wenn ich nun mit diesem IGBT eine Last von 1250 W (mehrere Glühlampen
> parallel) schalten will, was sollte dann passieren? Das müsste einen
> Strom von etwas über 5A ergeben (Annahme: Glühlampen sind vorgewärmt).
Theoretisch ja, aber es ist verdammt knapp, nimm einen stärkeren.
Wie willst du die Glühlampen vorwärmen?

> Meine Überlegung: Der IGBT erwärmt sich mit der Zeit (wie schnell?) und
> verträgt dadurch immer weniger Strom, ist das korrekt?
Ja, aber das aufwärmen der Sperrschicht geht sehr schnell. Als 
Anhaltspunkt kannst du dir mal Figure 16 im Datenblatt anschauen.

> Wenn dieser Strom nun länger über den IGBT fließt, kann es dann sein
> dass der so heiß wird, dass er auch bei diesem Strom kaputt geht?
Die maximale Sperrschichttemperatur und der maximale Strom müssen 
unabhängig voneinander eingehalten werden. Wenn der IGBT in einer 
Styroporbox steckt, dann sind schon 0,5 A zu viel, weil er zu heiß wird. 
Umgekehrt wird auch bei perfekter Kühlung der IGBT bei Überstrom nicht 
überleben.

Viele Grüße,
Alexander

von Herbert (Gast)


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Hallo,

die Figure 16 verstehe ich nicht ganz, was genau bedeutet die Größe K?

Das mnit der Temperatur ist mir auch nicht ganz klar: OK, es müssen 
beide Grenzwerte (Strom und Temperatur) eingehalten werden, damit er 
nicht kaputt geht. Trotzdem ist es aber so, dass er bei höherer 
Temperatur gleichzeitig einen geringeren Strom verträgt, oder? Also wenn 
der IGBT z.B. eine gewisse Zeit vorbelastet ist, nimmt er eine 
entsprechende Temperatur an. Wenn dann eine höhere Last dazugeschalten 
wird (direkt, ohne dazwischen Abzuschalten), kann der Strom den maximal 
zulässigen Strom überschreiten, weil er schon eine gewisse Temperatur 
hat, oder?

Danke, LG

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Wenn du das Diagramm anschaust, dann siehst du, das Zeiten kleiner 1 
Sekunde relevant sind, was die Trägheit angeht.

Herbert schrieb:
> OK, es müssen
> beide Grenzwerte (Strom und Temperatur) eingehalten werden, damit er
> nicht kaputt geht. Trotzdem ist es aber so, dass er bei höherer
> Temperatur gleichzeitig einen geringeren Strom verträgt, oder?

Ja.

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