"Como la última generación de Infineon, IGBT la tecnología plataforma, IGBT7 siempre ha sido una preocupación para los ingenieros en términos de comparación de rendimiento con IGBT4. En este artículo, mediante la prueba de FP35R12W2T4 y FP35R12W2T7 en la misma plataforma servodrive, se obtiene la comparación de temperaturas de unión de IGBT4 e IGBT7 en las mismas condiciones de trabajo. Los resultados experimentales muestran que la temperatura de unión de IGBT7 es menor que la de IGBT4 en la prueba de comparación entre condiciones de carga continua de alta potencia y condiciones de carga de disco de inercia.
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Como la última generación de Infineon IGBT plataforma tecnológica, IGBT7 siempre ha sido una preocupación para los ingenieros en términos de comparación de rendimiento con IGBT4. En este trabajo, a través de la prueba de FP35R12W2T4 y FP35R12W2T7 en el mismo servoaccionamiento de plataforma, se obtiene la comparación de temperatura de unión de IGBT4 e IGBT7 bajo las mismas condiciones de trabajo. Los resultados experimentales muestran que la temperatura de unión de IGBT7 es más baja que la de IGBT4 en la prueba de comparación entre condiciones de carga continua de alta potencia y condiciones de carga de disco de inercia.
El sistema de servodrive tiene una velocidad de respuesta rápida, múltiplos de alta sobrecarga, miniaturización y tendencias de alta densidad de potencia que imponen requisitos más estrictos a los dispositivos de potencia. El producto estrella IGBT7 de Infineon, con su caída de voltaje de conducción ultrabaja, dv / dt controlable y temperatura de unión de sobrecarga de 175 ° C, satisface perfectamente todas las necesidades de los servoaccionamientos. Infineon-Jingchuan-Maxim desarrollaron conjuntamente una solución completa para servoaccionamiento basada en IGBT7, que puede aumentar significativamente la densidad de potencia. El chip de la unidad utiliza el transformador sin núcleo de Infineon 1EDI20I12MH. Debido a la estructura de capacitancia única de IGBT7, no es fácil realizar la conducción parásita, por lo que se puede utilizar un diseño de fuente de alimentación única, lo que simplifica al máximo el diseño del variador. La MCU de control principal adopta XMC4700 / 4800, y la detección de posición del motor adopta TLE5109 para realizar un control preciso de la velocidad y la posición.
Prototipo de servodrive
Tarjeta de alimentación de servodrive
Tablero de control de servodrive
Para comparar el rendimiento de IGBT4 e IGBT7 en servoaccionamientos, utilizamos dos servoaccionamientos en la misma plataforma, equipados con FP35R12W2T4 y FP35R12W2T7 con el mismo diseño de PIN, bajo las mismas condiciones dv / dt (dv / dt = 5600V / us ), realice las pruebas.
Hemos diseñado dos esquemas típicos de comparación de condiciones de trabajo para comparar la temperatura de unión de IGBT4 e IGBT7 bajo las mismas condiciones de trabajo, que son la prueba de comparación de carga pesada continua y la prueba de comparación de carga de inercia. El termopar está incrustado en el IGBT chip en el IGBT módulo a probar y la temperatura de la unión del IGBT El chip se puede leer directamente conectando el termopar al instrumento de adquisición de datos.
Prueba continua de comparación de cargas pesadas
Se utilizan dos motores para la carga, el sistema de motor bajo prueba funciona en estado eléctrico y el sistema de motor de carga funciona en estado de generación de energía;
Los controladores basados en IGBT4 e IGBT7 se utilizan para impulsar el motor bajo prueba, y la frecuencia de conmutación y la corriente / potencia de salida de los dos controladores son las mismas cada vez;
Utilice un analizador de potencia para probar la potencia de entrada y la potencia de salida del variador y calcule la pérdida y la eficiencia del variador.
Plataforma de prueba de comparación de carga grande continua
La siguiente figura es la comparación de la temperatura de unión de IGBT4 e IGBT7 en condiciones de carga pesada continua.
Se puede ver a partir de esto que la diferencia de temperatura de unión entre IGBT7 e IGBT4 es de 17 ° C bajo la carga de una frecuencia de conmutación de 8K durante 13 minutos. A medida que aumenta el tiempo de carga, la diferencia de temperatura de unión sigue aumentando.
También comparamos el aumento de temperatura de IGBT7 e IGBT4 bajo diferentes frecuencias de conmutación y la misma potencia de salida (5.8KVA), como se registra en la siguiente figura. El eje horizontal es la frecuencia de conmutación del IGBT; el eje vertical de la izquierda es el aumento de temperatura de la temperatura NTC en comparación con la temperatura inicial. El eje vertical de la derecha es la diferencia de aumento de temperatura entre IGBT4 e IGBT7. A medida que aumenta la frecuencia de conmutación, el aumento de temperatura NTC de IGBT7 e IGBT4 se hace mayor; a una frecuencia de conmutación de 10 K, el aumento de temperatura NTC de IGBT7 es 19 °C más bajo que el de IGBT4. puede ser visto. Debido a que IGBT7 puede funcionar a una temperatura de unión más alta, puede lograr una mayor potencia de salida y lograr un cambio de potencia.
Prueba de comparación de carga de inercia
Los dos motores se cargan con IGBT4 e IGBT7 respectivamente, los motores tienen la misma carga de disco de inercia, la velocidad de 1500 rpm a -1500 rpm es de 250 milisegundos y el tiempo de funcionamiento a velocidad constante es de 1.2 s. En condiciones de funcionamiento de velocidad constante, la corriente de salida de fase es inferior a 0.5 A; por lo tanto, la potencia promedio en esta condición de prueba es relativamente pequeña.
Las condiciones de disipación de calor del motor son las mismas y la frecuencia de conmutación es de 8 kHz.
Plataforma de prueba de carga de inercia
Condiciones de prueba de carga de placa de inercia
La curva de temperatura de unión medida es la siguiente:
Puede verse que la temperatura de unión del IGBT7 es menor que la del IGBT4 en las condiciones de funcionamiento de aceleración y desaceleración con el disco de inercia. Después de 13 minutos de funcionamiento, el aumento de temperatura del controlador aún no ha alcanzado el estado de equilibrio y la diferencia de temperatura de unión es de aproximadamente 7 ° C en este momento.
Finalmente, hacemos un resumen de esta parte de la prueba:
Con la misma potencia de salida, la temperatura de unión del controlador que usa IGBT7 se reduce significativamente, lo que permite reducir el tamaño del disipador de calor, de modo que se puede reducir el tamaño del controlador;
Si se utilizan las mismas condiciones de disipación de calor, IGBT7 puede generar más potencia y realizar un cambio de potencia;
Además, IGBT7 puede funcionar a una temperatura de unión más alta, por lo que puede generar más potencia.
Los enlaces: BSM400GA120DN2 2MBI150NC-060