Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ansteuerschema bei IGBT-Vollbrücke


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von Uli N. (uln)


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Bei einer MOSFET-Vollbrücke betreibe ich eine Halbbrücke ja gerne im 
Gegentakt, damit beim Abschalten von Q1 der Kreisstrom nicht über die 
Bodydiode von Q2 fließen muss - wenn ich nun eine IGBT-Vollbrücke habe,
behalte ich dann dieses Ansteuerschema bei, um ebenso die Wärmeverluste 
zu minimieren oder ist es keine gute Idee, den Transistor von Q2 dann ja 
im reversen Betrieb zu betreiben?

Hab' dazu bislang nichts im Net finden können, vermutlich fehlt mir 
bislang der passende Suchbegriff!?

Thx

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Uli N. schrieb:
> ist es keine gute Idee, den Transistor von Q2 dann ja im reversen
> Betrieb zu betreiben?
Es juckt den Mosfet nichts, wie herum der Strom fließt. Die DS-Strecke 
eines N-Kanal-Fet ist einfach niederohmig, solange die Spannung am Gate 
positiver ist als die an Source.

Beim "üblichen" Verpolschutz fließt der Strom auch "rückwärts" durch den 
Mosfet:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz

: Bearbeitet durch Moderator
von Uli N. (uln)


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Wenn ich ein MOSFET-Vollbrücke habe, ist das klar - ich frage aber, wie 
schaut das aus, wenn ich statt der MOSFET-Vollbrücke ein IGBT-Vollbrücke 
habe, wo der Leistungsschalter dann eben ein Transistor ist?

von Ingo Less (Gast)


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Uli N. schrieb:
> den Transistor von Q2 dann ja
> im reversen Betrieb zu betreiben?
Es kommt auf den IGBT an, manche sind rückwärts leitend(er) wenn man sie 
ansteuert, bei manchen bewirkt die Ansteuerung garnichts und der Strom 
fließt nur über die Inversdiode. Is also wirklich model- bzw. 
typabhängig.

von Falk B. (falk)


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Uli N. schrieb:
> Bei einer MOSFET-Vollbrücke betreibe ich eine Halbbrücke ja gerne im
> Gegentakt, damit beim Abschalten von Q1 der Kreisstrom nicht über die
> Bodydiode von Q2 fließen muss

Das ist der Normalfall jeder Halbbrücke, sonst braucht man ja keine.

> - wenn ich nun eine IGBT-Vollbrücke habe,
> behalte ich dann dieses Ansteuerschema bei, um ebenso die Wärmeverluste
> zu minimieren

Geht nicht.

>oder ist es keine gute Idee, den Transistor von Q2 dann ja
> im reversen Betrieb zu betreiben?

Geht nicht, der IGBT ist nicht invers leitfähig wie ein MOSFET. Der 
Strom kann nur über die antiparallele Diode, welche KEINE Bodydiode ist, 
vom Emitter zum Kollektor fließen.

von Falk B. (falk)


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Ingo Less schrieb:
> Es kommt auf den IGBT an, manche sind rückwärts leitend(er) wenn man sie
> ansteuert, bei manchen bewirkt die Ansteuerung garnichts und der Strom
> fließt nur über die Inversdiode. Is also wirklich model- bzw.
> typabhängig.

Quark.

von Ingo Less (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Ingo Less schrieb:
>> Es kommt auf den IGBT an, manche sind rückwärts leitend(er) wenn man sie
>> ansteuert, bei manchen bewirkt die Ansteuerung garnichts und der Strom
>> fließt nur über die Inversdiode. Is also wirklich model- bzw.
>> typabhängig.
>
> Quark.
Hast du Recht, ich hatte das Applikationshandbuch von Semikron falsch 
interpretiert.

von Uli N. (uln)


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> ... welche KEINE Bodydiode ist, ...

ok - hab' da, da die Dioden auf meinem Modul vorhanden sind, 
geschlossen, dass die wie bei den MOSFETs "mitgeliefert" werden - wieder 
was dazugelernt!

von Ingo Less (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Geht nicht, der IGBT ist nicht invers leitfähig wie ein MOSFET. Der
> Strom kann nur über die antiparallele Diode, welche KEINE Bodydiode ist,
> vom Emitter zum Kollektor fließen.
Das stimmt so nicht mehr unbedingt:
Aus dem Applikationshandbuch von Semikron:
RC-IGBT
Unter der Bezeichnung Reverse Conducting IGBT (RC-IGBT) werden von 
verschiedenen Herstellern
rückwärts leitende IGBT-Chips entwickelt, die im IGBT- und Diodenmodus 
mit gleicher
Stromdichte belastet werden können. Ziel ist die Einsparung der 
antiparallelen (im Modul hybrid
verschalteten) Freilaufdiodenchips mit folgenden Vorteilen:
-- Leistungserhöhung pro Modulfläche
--Erhöhung der Überlastbarkeit (Stoßstromfestigkeit)
--Verbesserung des Parallelschaltvermögens
--Vergrößerung des Verhältnisses Rth(j-c) Diode/IGBT
--Reduzierung des Temperaturripples je Chip
--Erhöhung der Freiheitsgrade für optimales thermisches Moduldesign
/Ende

von Uli N. (uln)


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Von Reverse Conducting steht im Datenblatt des hier eingesetzten Moduls 
(FP100R06KE3) nichts, werde es also besser bleiben lassen, die leitende 
Didoe zu "überbrücken".

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Uli N. schrieb:
> Von Reverse Conducting steht im Datenblatt des hier eingesetzten Moduls
> (FP100R06KE3) nichts, werde es also besser bleiben lassen, die leitende
> Didoe zu "überbrücken".

Das ist doch egal. Wenn die Diode da ist, kann man den IGBT auch 
einschalten. Bei inversem Stromfluß sieht der IGBT dann halt ca. -1V 
zwischen Kollektor und Emitter, das tut ihm nicht weh, es fließt auch 
kein Strom durch den IGBT. Irgendwo bei -30V (?) wird es dann langsam 
kritisch, dann kommt man an die inverse Durchbruchsspannung.

von Falk B. (falk)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor_mit_isolierter_Gate-Elektrode#Eigenschaften

"Der IGBT ist in Rückwärtsrichtung nur begrenzt sperrfähig. Meist ist 
bereits im Gehäuse eine Freilaufdiode mit kurzen Schaltzeiten zwischen 
Emitter und Kollektor eingebaut, die in Rückwärtsrichtung leitet. 
Andernfalls muss bei Bedarf eine externe Freilaufdiode ergänzt werden."

https://www.elektronikpraxis.vogel.de/igbt-wie-funktioniert-ein-insulated-gate-bipolar-transistor-a-804200/

"Mit der Ausgangscharakteristik des Bipolartransistors gehen weitere 
charakteristische Eigenschaften des Bauteils einher. Der IGBT kann Strom 
nur in einer Richtung führen und weist bei Stromfluss immer eine 
Vorwärtsspannung auf, die der eines PN-Überganges entspricht."

"Anders als beim MOSFET entsteht bei der Herstellung von IGBTs keine 
Freilaufdiode, auch Body-Diode genannt. Diese ist aber in fast allen 
Applikationen notwendig, um den Schalter vor Strom in Rückwärtsrichtung 
zu schützen und den Freilaufpfad herzustellen."

: Bearbeitet durch User
von Prometheus (Gast)


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Ich kenn jetzt die Werte von reverse cunducting IGBT nicht. Aber selbst 
wenn du einen "normalen" IGBT in Vorwärtsrichtung parallel zu der Diode 
hättest, der hilft nicht. Ein IGBT hat irgendwas zwischen 1,8V bis 3V 
Vorwärtsspannung in Leitrichtung. Das ist duetlich mehr als die Diode 
mit villeicht 1V unter Last. Da fließt dann trotzdem kein signifikanter 
Strom durch den IGBT.

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