"En tant que dernière génération de Infineon's IGBT sans souci Plate-forme, IGBT7 a toujours été une préoccupation pour les ingénieurs en termes de comparaison de performances avec l'IGBT4. Dans cet article, grâce au test du FP35R12W2T4 et du FP35R12W2T7 dans le même servomoteur de plate-forme, la comparaison des températures de jonction de l'IGBT4 et de l'IGBT7 dans les mêmes conditions de travail est obtenue. Les résultats expérimentaux montrent que la température de jonction de l'IGBT7 est inférieure à celle de l'IGBT4 dans le test de comparaison entre les conditions de charge continue à haute puissance et les conditions de charge de disque d'inertie.
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En tant que dernière génération d'Infineon IGBT plate-forme technologique, l'IGBT7 a toujours été une préoccupation pour les ingénieurs en termes de comparaison de performances avec l'IGBT4. Dans cet article, grâce au test des FP35R12W2T4 et FP35R12W2T7 dans le même servomoteur de plate-forme, la comparaison de la température de jonction des IGBT4 et IGBT7 dans les mêmes conditions de travail est obtenue. Les résultats expérimentaux montrent que la température de jonction de l'IGBT7 est inférieure à celle de l'IGBT4 dans le test de comparaison entre les conditions de charge continue à haute puissance et les conditions de charge du disque d'inertie.
Le système d'asservissement a une vitesse de réponse rapide, des multiples de surcharge élevés, une miniaturisation et des tendances de densité de puissance élevée qui imposent des exigences plus strictes aux dispositifs d'alimentation. Le produit phare d'Infineon, l'IGBT7, avec sa chute de tension de conduction ultra-faible, son dv/dt contrôlable et sa température de jonction de surcharge de 175 °C, répond parfaitement à tous les besoins des servomoteurs. Infineon-Jingchuan-Maxim a développé conjointement une solution complète de servocommande basée sur IGBT7, qui peut augmenter considérablement la densité de puissance. La puce d'entraînement utilise le transformateur sans noyau 1EDI20I12MH d'Infineon. En raison de la structure de capacité unique de l'IGBT7, il n'est pas facile de conduire une conduction parasite, donc une seule conception d'alimentation peut être utilisée, ce qui simplifie au maximum la conception du variateur. Le MCU de contrôle principal adopte XMC4700/4800 et la détection de position du moteur adopte TLE5109 pour réaliser un contrôle précis de la vitesse et de la position.
Prototype de servomoteur
Carte de puissance du servomoteur
Carte de commande du servomoteur
Afin de comparer les performances des IGBT4 et IGBT7 dans les servo variateurs, nous avons utilisé deux servo variateurs sur la même plate-forme, équipés de FP35R12W2T4 et FP35R12W2T7 avec la même disposition de PIN, dans les mêmes conditions dv/dt (dv/dt=5600V/us ), effectuez des tests.
Nous avons conçu deux schémas de comparaison de conditions de travail typiques pour comparer la température de jonction de l'IGBT4 et de l'IGBT7 dans les mêmes conditions de fonctionnement, à savoir le test de comparaison de charge lourde continue et le test de comparaison de charge d'inertie. Le thermocouple est intégré sur le IGBT puce dans le IGBT module à tester, et la température de jonction du IGBT La puce peut être directement lue en connectant le thermocouple à l'instrument d'acquisition de données.
Test continu de comparaison de charges lourdes
Deux moteurs sont utilisés pour le chargement, le système moteur testé fonctionne à l'état électrique et le système moteur de charge fonctionne à l'état de production d'électricité ;
Les pilotes basés sur IGBT4 et IGBT7 sont utilisés pour piloter le moteur testé, et la fréquence de commutation et le courant/puissance de sortie des deux pilotes sont les mêmes à chaque fois ;
Utilisez un analyseur de puissance pour tester la puissance d'entrée et la puissance de sortie du variateur, et calculez la perte et l'efficacité du variateur.
Plateforme de test de comparaison de charges importantes en continu
La figure ci-dessous est la comparaison de la température de jonction de l'IGBT4 et de l'IGBT7 dans des conditions de charge élevée continue.
On peut voir à partir de cela que la différence de température de jonction entre l'IGBT7 et l'IGBT4 est de 17°C sous la charge de la fréquence de découpage 8K pendant 13 minutes. Au fur et à mesure que le temps de chargement augmente, la différence de température de jonction est toujours à la hausse.
Nous avons également comparé l'augmentation de température de l'IGBT7 et de l'IGBT4 sous différentes fréquences de commutation et avec la même puissance de sortie (5.8 KVA), comme indiqué dans la figure suivante. L'axe horizontal est la fréquence de commutation du IGBT; l'axe vertical de gauche représente l'augmentation de la température NTC par rapport à la température initiale. L'axe vertical de droite représente la différence d'augmentation de température entre l'IGBT4 et l'IGBT7. À mesure que la fréquence de commutation augmente, l'augmentation de la température NTC de l'IGBT7 et de l'IGBT4 devient plus importante ; à une fréquence de commutation de 10K, l'augmentation de température NTC de l'IGBT7 est inférieure de 19°C à celle de l'IGBT4. peut être vu. Étant donné que l'IGBT7 peut fonctionner à une température de jonction plus élevée, il peut atteindre une puissance de sortie plus élevée et réaliser un transfert de puissance.
Test de comparaison de charge d'inertie
Les deux moteurs sont chargés respectivement d'IGBT4 et d'IGBT7, les moteurs ont la même charge de disque d'inertie, la vitesse de 1500 tr/min à -1500 tr/min est de 250 millisecondes et le temps de fonctionnement à vitesse constante est de 1.2 s. Dans des conditions de fonctionnement à vitesse constante, le courant de sortie de phase est inférieur à 0.5 A ; par conséquent, la puissance moyenne dans cette condition de test est relativement faible.
Les conditions de dissipation thermique du moteur sont les mêmes et la fréquence de commutation est de 8 kHz.
Plateforme de test de charge d'inertie
Conditions d'essai de charge de plaque d'inertie
La courbe de température de jonction mesurée est la suivante :
On constate que la température de jonction de l'IGBT7 est inférieure à celle de l'IGBT4 dans les conditions de fonctionnement d'accélération et de décélération avec le disque d'inertie. Après 13 minutes de fonctionnement, l'échauffement du conducteur n'a pas encore atteint l'état d'équilibre, et la différence de température de jonction est d'environ 7°C à ce moment.
Enfin, nous faisons un résumé de cette partie du test :
Avec la même puissance de sortie, la température de jonction du pilote utilisant l'IGBT7 est considérablement réduite, ce qui permet de réduire la taille du dissipateur thermique, de sorte que la taille du pilote peut être réduite ;
Si les mêmes conditions de dissipation thermique sont utilisées, l'IGBT7 peut produire plus de puissance et réaliser un changement de puissance ;
De plus, l'IGBT7 peut fonctionner à une température de jonction plus élevée, ce qui lui permet de produire plus de puissance.
Le lien: BSM400GA120DN2 2MBI150NC-060