Hallo zusammen,
Ich brauche die Schaltverluste eines IGBT (IKW40T120)
http://www.infineon.com/cms/en/product/igbts/IKW40T120/productType.html?productType=ff80808112ab681d0112ab6f075820ba#parametrics
für variable Spannungen und Ströme.
In dem Datenblatt sind die Verluste nicht ausreichend dokumentiert.
Ich verwende das IGBT LTSpice model und lade mir die .lib herunter.
Diese binde ich in meine LTspice Schaltung ein und kopiere mir den Namen
des IGBT aus der .lib datei in das Feld "Value" des nigbt Zeichens in
LTSpice.
Am IGBT liegen 600V an, mithilfe einer PWL Gatespannung gebe ich einen
Sprung vor (Einschalten und dann wieder Ausschalten). Weiterhin habe ich
einen Widerstand, sodass ich einen Strom von 600V/15ohm=40A kriege.
(Aufbau siehe Anhang)
Es wird alles soweit simuliert, wenn ich aber die Einschalt- und
AusschaltLeistung messe, stimmt diese nicht mit dem Datenblatt überein.
Z.B habe ich aus dem Beispiel hier im Bild für das Einschalten 0.9 mJ,
im Datenblatt sind es ca. 5mJ. Für den Ausschaltvorgang kriege ich 2,3
mJ, im Datenblatt sind es ca. 5mJ.
Wenn ich mehrere Spannungen nehme und messe/simuliere, passen auch die
Verhältnisse nicht wenn ich alles auswerte.
Woran könnte das liegen? Habt ihr Tipps was ich einstellen könnte, um
bessere Ergebnisse zu kriegen?
Vielen Dank
Mit freundlichen Grüßen
Lyto
Warum simulierst du bei 150°C?
Viele Modelle mögen das gar nicht.
Du hast aber nicht die komplette Leistungsformel drin. Bei einem Bauteil
mit 3 Anschlüssen müsste die Formel länger sein.
Hallo,
Danke für die Antwort. Stimmt, eigentlich fuegt er nochwas hinzu wenn
ich alt Taste halte und auf mein IGBT klicke. Ich werde es morgen
korrigieren. Jedoch erhoeht das die Verluste nur minimal.
Ich habe 150 grad celsius benutzt, weil in den Datenblattangaben des
IGBT die Schaltverluste ebenfalls fuer diese Temperatur angegeben sind.
Kann ich die Temp. überhaupt so ãndern, oder muss ich das anders machen(
zb in der lib datei)
Vielen Dank
.TEMP schreibt man in den Top-Level so wie du das gemacht hast.
Trotzdem würde ich das zum Testen erst mal auskommentieren. SPICE und
damit auch LTspice nimmt dann 27°C als Default.
So habe nun eine neue Simulation mit 27°C (default) gemacht. Außerdem
hab ich jetzt die gesamte Leistungsformel.
Das Ergebniss habe ich beigefügt. Die Verluste bleiben bei 0,9mJ obwohl
die Temperatur viel niedriger ist. :/
Muss ich vllt. die Ansteuerung auch an Masse schalten -> meine Schaltung
anders zeichnen?
Kann es sein dass die Modelle so ungenau sind?
Vielen Dank
> Muss ich vllt. die Ansteuerung auch an Masse schalten -> meine Schaltung
anders zeichnen?
Mach das mal und schalte in den Kollektorkreis eine Spule oder eine
Stromquelle+Diode so wie das in der Testschaltung im Datenblatt gemacht
wird.
Streuinduktivität/-kapazität beachten! Ist im Datenblatt angegeben.
Wenn das immer noch nicht passt setzt mal R4 auf 15Ohm-6Ohm=9Ohm.
Grüße Felix
PS: Meines Wissens sind die IGBT Modelle nur für die
Schaltungssimulation / Abschätzung der Verlustleistung geeignet. Faktor
2 oder mehr Abweichung halte ich für im Toleranzbereich des möglichen.
Wenn du die Werte mit dem Datenblatt vergleichen willst, ist es
vorteilhaft, die dort angegebene Schaltung zu verwenden. Auch die
Junction-Temperatur wird nicht über die globale Variable temp sondern
über den in den L2-Modellen dafür vorgesehenen Parameter TJ eingestellt.
Das liefert bei mir 2.4 bzw. 3.6 mJ fürs Schalten.
Wow vielen Dank an alle, bin echt schon sehr lange dran und in dem Forum
wird einem echt gut geholfen.
Wollte gerade meine Schaltungen und Ergebnisse posten, als ich die
Simulation von bonjean sah.
Stimmt, man muss genau dieselbe Simulation verwenden, sonst wird es kaum
stimmen.
Ich werde mal verschiedene Werte probieren und schauen ob die
Verhältnisse passen.
Deine Werte sind besser, aber auch nicht wie die im Datenblatt, oder?
Ich habe mal das hier gefunden:
https://dokumente.unibw.de/pub/bscw.cgi/0/348076/kraus298.pdf
Unter anderem basieren die Modelle auf dieser Publikation. Die
Ergebnisse scheinen recht gut zu sein.
Eine Frage zu deiner Simulation: Woher weisst du dass diese 0.88µH
beträgt
und wie hast du einen Strom von 40A eingestellt?
Danke nochmal,
Schönen Gruß
Lyto150 schrieb:> Woher weisst du dass diese 0.88µH beträgt> und wie hast du einen Strom von 40A eingestellt?
Auge*Pi aus Figure 21.
L aus der Anstiegsgeschwindigkeit di/dt=60A/88ns L=(600V*88ns)/60A =
880nH
I ergibt sich aus dem Serienwiderstand (Rser={Vcc/Ic})
Woher die allerdings den Einschaltpeak von 75A nehmen erschließt sich
mir ohne weitere Erklärung nicht.
Danke,
Ich werde morgen mal die Schaltung näher testen und eventuell anpassen.
Denkt ihr ich kann damit die Schaltverluste für variable Spannungen und
Ströme brauchbar bestimmen. Die können ja um z.B. Faktor 2 falsch sein,
aber die Verhältnisse und die Tendenz sollte zum Datenblatt passen.
Vielen Dank
Ich habe mal eine Frage zur Temperatur.
Ich hab mal 70°C eingestellt.
Erhalte beim Einschalten ein vllt. komisches Verhalten. Beim Ausschalten
ebenso. Die Kurve ist beigefügt.
Kann das so stimmen?
Danke
Plausibel ist das nicht. Bei mir funktionieren beide Versionen so
halbwegs.
Allerdings hatte ich gestern den selben Effekt, als ich mit größerem Cs
und Rp den Peak nachbilden wollte. Ist aber nach einem Neustart von
LTspice nicht reproduzierbar. Wie schon die Notwendigkeit der Option
cshunt zeigt, ist das Model etwas labil.
Es ist eine Wissenschaft für sich, Modelle mit vielen Formeln von PSpice
auf andere Simulationsprogramme zu übertragen. Das beginnt schon bei den
Voreinstellungen zum Spice-Kern (gmin, ...) aber auch manche Syntax
sowie die verwendeten Elemente können großen Einfluß auf das Ergebnis
haben bzw. ein solches unmöglich machen.
Wenn du es genau wissen willst, bau die lib als asc nach und vergleiche
das Verhalten der einzelen Komponenten mit PSpice. Diese Arbeit wird dir
allerdings niemand abnehmen.
Vielen Dank,
Ich habe mal gehört dass LTSpice und PSpice dieselbe "Engine" benutzen
bzw dasselbe sind, nur mit anderer Benutzeroberfläche. Stimmt das?
Ich dachte anfangs dass die Modelle sehr zuverlässig sind und dass man
damit die Schaltverluste ziemlich gut berechnen kann. Aber vielleicht
liegt das ja nicht nur an den Modellen, sondern wie du schon sagst an
den Einstelleungen in Spice usw. Weil schon minimale Änderungen in der
Schaltung zeigen große und komische Auswirkungen.
Du hast es also mit den 70 Grad hingekriegt?
Denkst du dass ich mit MatLab (CurveFitting usw.) und den vorhandenen
Daten aus dem Datenblatt bessere Ergebnisse erzielen kann?
Danke
> Ich habe mal gehört dass LTSpice und PSpice dieselbe "Engine" benutzen
bzw dasselbe sind
Am Anfang ja aber dann haben beide Firmen das Programm unabhängig
weiterentwickelt. Dadurch sind die Solver in beiden Programmen
inzwischen total unterschiedlich.
Mit den Infineon-Modellen die praktisch nur aus Formeln bestehen habe
ich in LTspice nur schlechte Erfahrungen gemacht. Einmal musste ich
einen off-line converter mit Infineon Mosfet simulieren/optimieren. Da
habe ich dann das SPICE-Modell eines ähnlichen Mosfets von ST genommen.
Infineon sollte statt Formel-Monstern besser klassische SPICE-Elemente
in den Modellen verwenden.
Ok danke. Ich werde mal wenn möglich die Modelle in PSpice testen sobald
ich wieder soweit bin. Jetzt nehme ich mir erstmal die Datenblätter und
CurveFitting in Matlab vor um die Verluste zu berechnen.
Schönen Gruß
FrageMicroIGBT.jpg
(93 KB)
