Schaltverluste LTSpice IGBT Model

Gast #3438769
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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
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Gast #3438889
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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
Gast #3439060
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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
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Gast #3439359
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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.
Gast #3439738
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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.
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Gast #3439922
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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
Gast #3440079
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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.
Gast #3441328
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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.
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Gast #3441603
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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
#3441713
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> 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.

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