"Sebagai generasi terbaru dari Infineon'S IGBT teknologi Platform, IGBT7 selalu menjadi perhatian para insinyur dalam hal perbandingan kinerja dengan IGBT4. Dalam tulisan ini, melalui pengujian FP35R12W2T4 dan FP35R12W2T7 pada platform servo drive yang sama, diperoleh perbandingan suhu sambungan IGBT4 dan IGBT7 pada kondisi kerja yang sama. Hasil percobaan menunjukkan bahwa suhu sambungan IGBT7 lebih rendah dibandingkan dengan IGBT4 pada uji perbandingan antara kondisi beban daya tinggi kontinu dan kondisi beban disk inersia.
"
Sebagai generasi terbaru dari Infineon IGBT platform teknologi, IGBT7 selalu menjadi perhatian para insinyur dalam hal perbandingan kinerja dengan IGBT4. Dalam makalah ini, melalui pengujian FP35R12W2T4 dan FP35R12W2T7 di penggerak servo platform yang sama, diperoleh perbandingan suhu persimpangan IGBT4 dan IGBT7 di bawah kondisi kerja yang sama. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa suhu sambungan IGBT7 lebih rendah dari pada IGBT4 pada uji perbandingan antara kondisi beban daya tinggi kontinu dan kondisi beban cakram inersia.
Sistem penggerak servo memiliki kecepatan respons yang cepat, kelipatan kelebihan beban yang tinggi, miniaturisasi, dan tren kepadatan daya tinggi yang menempatkan persyaratan yang lebih ketat pada perangkat daya. Produk unggulan Infineon IGBT7, dengan penurunan tegangan konduksi ultra-rendah, dv/dt yang dapat dikontrol, dan suhu sambungan kelebihan beban 175 °C, memenuhi semua kebutuhan drive servo dengan sempurna. Infineon-Jingchuan-Maxim bersama-sama mengembangkan solusi lengkap untuk penggerak servo berdasarkan IGBT7, yang dapat meningkatkan kepadatan daya secara signifikan. Chip drive menggunakan transformator tanpa biji Infineon 1EDI20I12MH. Karena struktur kapasitansi yang unik dari IGBT7, tidak mudah untuk melakukan konduksi parasit, sehingga desain catu daya tunggal dapat digunakan, yang menyederhanakan desain drive secara maksimal. Kontrol utama MCU mengadopsi XMC4700/4800, dan deteksi posisi motor mengadopsi TLE5109 untuk mewujudkan kontrol kecepatan dan posisi yang tepat.
Prototipe penggerak servo
Papan daya penggerak servo
Papan kontrol penggerak servo
Untuk membandingkan kinerja IGBT4 dan IGBT7 dalam drive servo, kami menggunakan dua drive servo pada platform yang sama, dilengkapi dengan FP35R12W2T4 dan FP35R12W2T7 dengan tata letak PIN yang sama, di bawah kondisi dv/dt yang sama (dv/dt=5600V/us ), melakukan pengujian.
Kami telah merancang dua skema perbandingan kondisi kerja tipikal untuk membandingkan suhu sambungan IGBT4 dan IGBT7 dalam kondisi kerja yang sama, yaitu uji perbandingan beban berat kontinu dan uji perbandingan beban inersia. Termokopel tertanam di IGBT chip di IGBT modul yang akan diuji, dan suhu persimpangan IGBT chip dapat langsung dibaca dengan menghubungkan termokopel ke instrumen akuisisi data.
Uji perbandingan beban berat terus menerus
Dua motor digunakan untuk memuat, sistem motor yang diuji bekerja dalam keadaan listrik, dan sistem motor beban bekerja dalam keadaan pembangkit listrik;
Driver berdasarkan IGBT4 dan IGBT7 digunakan untuk menggerakkan motor yang sedang diuji, dan frekuensi switching dan arus/daya keluaran dari kedua driver adalah sama setiap waktu;
Gunakan penganalisis daya untuk menguji daya input dan daya keluaran drive, dan hitung kehilangan dan efisiensi drive.
Platform uji perbandingan beban besar terus menerus
Gambar di bawah adalah perbandingan suhu persimpangan IGBT4 dan IGBT7 dalam kondisi beban berat yang terus menerus.
Dari sini terlihat bahwa perbedaan suhu junction antara IGBT7 dan IGBT4 adalah 17°C pada beban frekuensi switching 8K selama 13 menit. Dengan bertambahnya waktu pemuatan, perbedaan suhu persimpangan masih meningkat.
Kami juga membandingkan kenaikan suhu IGBT7 dan IGBT4 di bawah frekuensi switching yang berbeda dan daya output yang sama (5.8KVA), seperti yang tercatat dalam gambar berikut. Sumbu horizontal adalah frekuensi switching dari IGBT; sumbu vertikal di sebelah kiri adalah kenaikan suhu dari suhu NTC dibandingkan dengan suhu awal. Sumbu vertikal di sebelah kanan adalah perbedaan kenaikan suhu antara IGBT4 dan IGBT7. Dengan meningkatnya frekuensi switching, kenaikan suhu NTC IGBT7 dan IGBT4 menjadi lebih besar; pada frekuensi switching 10K, kenaikan suhu NTC IGBT7 adalah 19°C lebih rendah dari IGBT4. dapat dilihat. Karena IGBT7 dapat bekerja pada suhu persimpangan yang lebih tinggi, ia dapat mencapai daya keluaran yang lebih besar dan mencapai perpindahan daya.
Uji perbandingan beban inersia
Kedua motor dibebani masing-masing dengan IGBT4 dan IGBT7, motor memiliki beban disk inersia yang sama, kecepatan dari 1500 rpm hingga -1500 rpm adalah 250 milidetik, dan waktu berjalan kecepatan tetap adalah 1.2 detik. Di bawah kondisi operasi kecepatan tetap, arus keluaran fase kurang dari 0.5A; oleh karena itu, daya rata-rata dalam kondisi pengujian ini relatif kecil.
Kondisi disipasi panas motor sama, dan frekuensi switching adalah 8kHz.
Platform uji beban inersia
Kondisi uji beban pelat inersia
Kurva suhu persimpangan yang diukur adalah sebagai berikut:
Dapat dilihat bahwa suhu persimpangan IGBT7 lebih rendah dari pada IGBT4 di bawah kondisi operasi akselerasi dan deselerasi dengan disk inersia. Setelah 13 menit operasi, kenaikan suhu pengemudi belum mencapai keadaan setimbang, dan perbedaan suhu persimpangan sekitar 7 ° C saat ini.
Akhirnya, kami membuat ringkasan dari bagian tes ini:
Dengan daya keluaran yang sama, suhu persimpangan pengemudi yang menggunakan IGBT7 berkurang secara signifikan, memungkinkan ukuran unit pendingin berkurang, sehingga ukuran pengemudi dapat dikurangi;
Jika kondisi pembuangan panas yang sama digunakan, IGBT7 dapat menghasilkan lebih banyak daya dan mewujudkan pergeseran daya;
Selain itu, IGBT7 dapat bekerja pada suhu sambungan yang lebih tinggi, sehingga dapat menghasilkan lebih banyak daya.
Tautan: BSM400GA120DN2 2MBI150NC-060