Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IGBT Kennlinie


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von Marco N. (wilson_26)


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Hallo zusammen,

ich habe mal wieder eine Frage zu meiner neuen Hassliebe, den IGBT's.

Die Kennlinie im Anhang habe ich mit dem Scope im X-Y Betrieb 
aufgenommen. Weitere Kennlinien unter diesem DB Link:
https://www.dropbox.com/sh/gxmuikeylmtr8g7/8oqVsomnu0

Dazu habe ich nun zwei Fragen:
-Warum die Kennlinie im unteren Bereich so ungleichmäßig? Werde es 
gleich noch mal mit höherer
  Last probieren.
-Warum sind die Flanken links unten und rechts oben so extrem gerade? 
Das kann doch nicht richtig
  sein oder?

Aufbau:
-IGBT Treiber an Funktionsgenerator
-IGBT an Treiber
-CH1 an Gate
-CH2 mit Stromzange um die Kollektorleitung.

Gruß,
Marco

von Marco N. (wilson_26)


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Hat wirklich niemand eine Idee?

von Miwi (Gast)


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Marco N. schrieb:
> Hat wirklich niemand eine Idee?

am Samstag nach 5 Std mit fehlenden Standardunterlagen dennoch 
ungeduldig sein ist schon ein bischen....

naja.

Also - Wie sieht der genaue Schaltplan aus, wie sieht der Aufbau aus? 
Welchen Treiber, welchen IGBT, welchen Gatewiderstand.... stell 
ordentliche Fotos (also keine wischi-waschi-Händibilder) ein)

Das, was auf einem der Dropbox-bilder gezeigt wird deutet nur darauf 
hin, daß Deine Gatespannung klingelt, also entweder die Oszimasse nicht 
sauber ist oder der Aufbau nix taugt (Ps - darf die Gatespannung größer 
als 18V werden?)

Und der Strom.... braucht auch seine Zeit, irgendwo hast Du ein L im 
Kreis, daß dem raschen I-Anstieg Grenzen setzt...

Also - was wundern Dich deine "Kennlinien"?

IGBTs sind.... durchaus heikel was diese Dinge betrifft, vor allem wenn 
es schnell gehen soll.

Grüße

MiWi

von Marco N. (wilson_26)


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Danke für deine Antwort MiWi,

Einen Gatewiderstand hatte ich nicht drin. In der Originalschaltung ist 
ein Gate Widerstand von 19,5 Ω drin.

IGBT Datenblatt: 
http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS99869B(IXGK-GX72N60B3H1).pdf
Treiber Datenblatt: 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21987a.pdf

Der IGBT verträgt 20 V kontinuierlich und 30 V transient.

Der Testaufbau ist bis morgen abgebaut. Daher gibt es morgen erst Bilder 
davon.

Aber die Ug und Ic Kennlinien im Anhang sehen doch eigentlich in Ordnung 
aus oder?
Also laut den Linien dürfte es diesen geraden, vertikalen Strich nicht 
geben, richtig?

Gruß,
Marco

von Thomas O. (kosmos)


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Ug sieht schon extrem weich aus, denke das deine Ansteuerung zu schwach 
ist du solltest auch möglichst nah an die Maximumwerte der Gatespannung 
rankommen um die Gatekapazität umzuladen.

Schau dir mal die Ug bei meinem Aufbau an.

von Marco N. (wilson_26)


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Hallo Thomas,

Danke für deine Antwort.

findest du?
Hatte es nicht dabeigeschrieben, in meinem vorherigen Beitrag ist CH1 
(gelb) die Gatespannung und CH2 der Kollektorstrom.

Der Treiber verträgt max. 18 V.

Werde die Spannung mal auf 15 V am Treibereingang erhöhen und nen Pullup 
Widerstand an den Eingang schalten.

von Thomas O. (kosmos)


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sieht schon sehr komsich aus, ein Schaltplan wäre wie gesagt 
interessant.

von MiWi (Gast)


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Marco N. schrieb:
> Danke für deine Antwort MiWi,
>
> Einen Gatewiderstand hatte ich nicht drin. In der Originalschaltung ist
> ein Gate Widerstand von 19,5 Ω drin.
>
> IGBT Datenblatt:
> http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS99869B(IXGK-GX72N60B3H1).pdf
> Treiber Datenblatt:
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21987a.pdf
>
> Der IGBT verträgt 20 V kontinuierlich und 30 V transient.

ok.

>
> Der Testaufbau ist bis morgen abgebaut. Daher gibt es morgen erst Bilder
> davon.
>
> Aber die Ug und Ic Kennlinien im Anhang sehen doch eigentlich in Ordnung
> aus oder?

Nein. Ug klingelt wie die die klassischen "so nicht" bilder, wenn es 
darumgeht lange Massekabel am Tastkop zu geißeln und Ic braucht eine 
mittlere Ewigkeit um auf die Sprünge zu kommen.

> Also laut den Linien dürfte es diesen geraden, vertikalen Strich nicht
> geben, richtig?

Natürlich muß es sie geben (oder verstehe ich Dich falsch?)

>
> Gruß,
> Marco

Und mit welcher Skalierung wird der Strom dargestellt? entsprechen  die 
50mV/Kastl 50A oder 5A oder - gar nur mA?

Oder hab ich die Legende zum Bild irgendwo übersehen?


Wenn die Ug so klingelt wie es am Oszi zu sehen ist und wenn Ic so 
langsam ansteigt dann hast Du derzeit vor allem ein Messproblem und kein 
IGBT-Problem (noch nicht)

Daher nach meiner Einschätzung zuerst einmal den Mesaufbau so 
einrichten, daß der mit dU und dI zurandekommt (da über Uc auch noch 
nichts gesagt wurde... wie hoch ist die zur Zeit?)

Grüße

MiWi

von GB (Gast)


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Marco N. schrieb:
> Hatte es nicht dabeigeschrieben, in meinem vorherigen Beitrag ist CH1
> (gelb) die Gatespannung und CH2 der Kollektorstrom.

Bist Du sicher?
Der Spannungsverlauf auf Kanal 2 sieht verdächtig nach Gate-Ladung vom 
IGBT aus (man sieht das Miller-Plateau).

von Marco N. (wilson_26)


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@MiWi
Die Stromzange gibt 1 mV/ 10 mA aus.
Ich meine die vertikalen Linien oben rechts und unten links in der X-Y 
Darstellung.

@GB
Ja, da bin ich mir sicher.


Habe die Schaltung jetzt wie im angehängten Bild aufgebaut.
Scope Aufzeichnungen kommen gleich, hatte gerade keinen Rechner dabei. 
Sehen aber nach wie vor ähnlich aus.

Edit: Pullup am Treibereingang sind 20 kΩ

: Bearbeitet durch User
von Marco N. (wilson_26)


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So, hier kommen nun die Scope Aufzeichnungen.

Bild 1: Ug-Ic
Bild 2: Ug-Ic X-Y Betrieb

Bild 3: Ug-Uc
Bild 4: Ug-Uc X-Y Betrieb

Bild 4 ist ja mal völlig durcheinander... Wie bewertet Ihr das?
Schaltung nach dem Plan aus dem vorherigen Post aufgebaut.

von MiWi (Gast)


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Marco N. schrieb:
> So, hier kommen nun die Scope Aufzeichnungen.
>
> Bild 1: Ug-Ic
> Bild 2: Ug-Ic X-Y Betrieb
>
> Bild 3: Ug-Uc
> Bild 4: Ug-Uc X-Y Betrieb
>
> Bild 4 ist ja mal völlig durcheinander... Wie bewertet Ihr das?
> Schaltung nach dem Plan aus dem vorherigen Post aufgebaut.

Mir ist immer noch nicht klar, was Du eigentlich willst. Wenn Du eine 
Kennlinie mit einer Rechteckkurve aufnimmst - was wundert Dich?

Deine Gatespannung springt zwischen 2 Werten (fein daß das Klingeln weg 
ist). Ic versucht zu folgen, no na daß dann keine Kennlinie sondern 
Kennpunkte sichtbar sind. Naja, und das zeigen Deine xy-Diagramme.

Grüße

MiWi

von Marco N. (wilson_26)


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Stimmt MiWi, du hast natürlich Recht.
Manchmal hat man Tomaten auf den Augen.

Ist der Zusammenhang zwischen den Aufnahmen so in Ordnung? Links im 
1.Bild habe ich die 2 und 3 noch einmal zusätzlich eingetragen, da man 
dort die Oberschwingung sieht.

: Bearbeitet durch User
von MiWi (Gast)


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Marco N. schrieb:
> Stimmt MiWi, du hast natürlich Recht.
> Manchmal hat man Tomaten auf den Augen.
>
> Ist der Zusammenhang zwischen den Aufnahmen so in Ordnung? Links im
> 1.Bild habe ich die 2 und 3 noch einmal zusätzlich eingetragen, da man
> dort die Oberschwingung sieht.

Nochmals - was willst Du aus den x/y-Kurven eigentlich auslesen?

Was mit auffällt ist die Abschaltspannung am IGBT. Wenn Du das willst 
dann paßt das, wenn nicht, Snubber oder Freilaufdiode oder was auch 
immer dran.


Grüße

MiWi

von Marco N. (wilson_26)


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Ich möchte die Kennlinien mehrerer IGBT's miteinander vergleichen um 
herauszufinden, welche sich am ähnlichsten sind und damit parallel 
geschaltet werden sollten.

Dazu muss ich allerdings erstmal die Kennlinie verstehen um dann die 
entscheidenden Eigenschaften bewerten zu können.

von Bjojon (Gast)


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Gleiche IGBTs sollte man ohne Probleme parallel schalten können - das 
Temperaturverhalten gleicht die Unterschiede aus (im Gegensatz zu Dioden 
oder Transistoren).

Bei größeren IGBT-Modulen werden immer sehr viele kleine parallel 
geschaltet - und auch große Module kann man ohne ausmessen parallel 
schalten.

von Marco N. (wilson_26)


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Bjojon schrieb:
> Gleiche IGBTs sollte man ohne Probleme parallel schalten können - das
> Temperaturverhalten gleicht die Unterschiede aus (im Gegensatz zu Dioden
> oder Transistoren).

Diese IGBT's haben allerdings ein NTC Verhalten, würde sich also nicht 
ausgleichen.

Datenblatt: 
http://ixdev.ixys.com/DataSheet/DS99869B(IXGK-GX72N60B3H1).pdf

von MiWi (Gast)


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Marco N. schrieb:
> Ich möchte die Kennlinien mehrerer IGBT's miteinander vergleichen
> um
> herauszufinden, welche sich am ähnlichsten sind und damit parallel
> geschaltet werden sollten.
>
> Dazu muss ich allerdings erstmal die Kennlinie verstehen um dann die
> entscheidenden Eigenschaften bewerten zu können.



http://www.ixys.com/Documents/AppNotes/IXAN0058.pdf

http://www.infineon.com/dgdl/Infineon+-+Application+Note+-+IGBT+-+Connecting+IGBTs+in+Parallel+-+Fundamentals.pdf?folderId=db3a30433a047ba0013a69f8f64c0705&fileId=db3a30433f565836013f5cbaba342d37 
(wenn der Link nicht geht nach "Application Note IGBT Connecting IGBTs 
in Parallel, Fundamentals" suchen)

und viele andere bei ein bischen suchen.

Grüße

MiWi

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