「最新世代として インフィニオンさん IGBT テクノロジー プラットフォーム、 IGBT7 は、IGBT4 との性能比較の点でエンジニアにとって常に懸念事項でした。この論文では、同じプラットフォームのサーボドライブでの FP35R12W2T4 と FP35R12W2T7 のテストを通じて、同じ動作条件下での IGBT4 と IGBT7 のジャンクション温度の比較が得られます。実験結果は、連続大電力負荷条件と慣性ディスク負荷条件の比較試験において、IGBT7 のジャンクション温度が IGBT4 のジャンクション温度よりも低いことを示しています。
「
インフィニオンの最新世代として IGBT テクノロジープラットフォームであるIGBT7は、IGBT4とのパフォーマンス比較の観点からエンジニアにとって常に懸念事項でした。 本論文では、同じプラットフォームサーボドライブでのFP35R12W2T4とFP35R12W2T7のテストを通じて、同じ動作条件下でのIGBT4とIGBT7の接合部温度の比較を取得します。 実験結果は、連続高電力負荷条件と慣性ディスク負荷条件の比較テストにおいて、IGBT7の接合部温度がIGBT4の接合部温度よりも低いことを示しています。
サーボドライブシステムは、高速応答速度、高過負荷倍数、小型化、および高電力密度の傾向を備えており、パワーデバイスにより厳しい要件が課せられます。 インフィニオンのスター製品であるIGBT7は、超低導通電圧降下、制御可能なdv / dt、および175°Cの過負荷接合部温度を備えており、サーボドライブのすべてのニーズを完全に満たします。 インフィニオン-ジンチュアン-マキシムは、IGBT7をベースにしたサーボドライブの完全なソリューションを共同開発しました。これにより、電力密度を大幅に向上させることができます。 ドライブチップは、インフィニオンのコアレストランス1EDI20I12MHを使用しています。 IGBT7の独自の容量構造により、寄生導通が容易ではないため、単一の電源設計を使用でき、ドライブ設計を大幅に簡素化します。 主制御MCUはXMC4700 / 4800を採用し、モーター位置検出はTLE5109を採用して速度と位置の正確な制御を実現します。
サーボドライブのプロトタイプ
サーボドライブパワーボード
サーボドライブ制御盤
サーボドライブでのIGBT4とIGBT7のパフォーマンスを比較するために、同じdv / dt条件（dv / dt = 35V / us）で、同じPINレイアウトのFP12R2W4T35とFP12R2W7T5600を備えた同じプラットフォーム上のXNUMXつのサーボドライブを使用しました。 ）、テストを実行します。
同じ動作条件下で IGBT4 と IGBT7 のジャンクション温度を比較するために、連続重負荷比較試験と慣性負荷比較試験の XNUMX つの代表的な動作条件比較スキームを設計しました。 熱電対は埋め込まれています IGBT のチップ IGBT モジュール テスト対象のジャンクション温度と、 IGBT 熱電対をデータ収集機器に接続することで、チップを直接読み取ることができます。
連続重負荷比較試験
XNUMXつのモーターが負荷に使用され、テスト対象のモーターシステムは電気状態で動作し、負荷モーターシステムは発電状態で動作しています。
IGBT4とIGBT7に基づくドライバーは、テスト対象のモーターを駆動するために使用され、XNUMXつのドライバーのスイッチング周波数と出力電流/電力は毎回同じです。
パワーアナライザを使用して、ドライブの入力電力と出力電力をテストし、ドライブの損失と効率を計算します。
連続大負荷比較試験プラットフォーム
下の図は、連続的な高負荷状態でのIGBT4とIGBT7の接合部温度の比較です。
このことから、IGBT7とIGBT4の接合部温度差は、17Kのスイッチング周波数の負荷で8分間で13℃であることがわかります。 負荷時間が長くなるにつれて、接合部の温度差はまだ増加しています。
また、次の図に記録されているように、異なるスイッチング周波数と同じ出力電力 (7KVA) の下で IGBT4 と IGBT5.8 の温度上昇を比較しました。 横軸はスイッチング周波数です。 IGBT; 左側の縦軸は、初期温度と比較した NTC 温度の温度上昇です。 右の縦軸はIGBT4とIGBT7の温度上昇差です。 スイッチング周波数が増加すると、IGBT7 と IGBT4 の NTC 温度上昇が大きくなります。 10K のスイッチング周波数では、IGBT7 の NTC 温度上昇は IGBT19 の温度上昇より 4°C 低くなります。 見られます。 IGBT7 はより高い接合温度で動作できるため、より大きな出力電力を達成し、パワー シフトを実現できます。
慣性負荷比較テスト
4つのモーターにはそれぞれIGBT7とIGBT1500が搭載されており、モーターの慣性ディスク負荷は同じで、1500rpmから-250rpmまでの速度は1.2ミリ秒、定常速度の実行時間は0.5秒です。 定常速度の動作条件下では、相出力電流はXNUMXA未満です。 したがって、このテスト条件での平均電力は比較的小さくなります。
モーターの放熱条件は同じで、スイッチング周波数は8kHzです。
慣性負荷テストプラットフォーム
慣性プレート負荷試験条件
測定された接合部温度曲線は次のとおりです。
イナーシャディスクを用いた加減速運転条件では、IGBT7の接合部温度がIGBT4の接合部温度よりも低いことがわかります。 13分間の運転後、ドライバーの温度上昇はまだ平衡状態に達しておらず、この時点での接合部温度差は約7℃です。
最後に、テストのこの部分の要約を作成します。
同じ出力電力で、IGBT7を使用するドライバーの接合部温度が大幅に低下し、ヒートシンクのサイズを縮小できるため、ドライバーのサイズを縮小できます。
同じ放熱条件を使用すると、IGBT7はより多くの電力を出力し、電力シフトを実現できます。
さらに、IGBT7はより高い接合部温度で動作できるため、より多くの電力を出力できます。