"Là thế hệ mới nhất của Infineon'S IGBT công nghệ nền tảng, IGBT7 luôn là mối quan tâm của các kỹ sư khi so sánh hiệu năng với IGBT4. Trong bài báo này, thông qua thử nghiệm FP35R12W2T4 và FP35R12W2T7 trong cùng một bộ điều khiển servo nền tảng, người ta đã thu được kết quả so sánh nhiệt độ đường giao nhau của IGBT4 và IGBT7 trong cùng điều kiện làm việc. Kết quả thử nghiệm cho thấy nhiệt độ tiếp giáp của IGBT7 thấp hơn IGBT4 trong thử nghiệm so sánh giữa điều kiện tải công suất cao liên tục và điều kiện tải đĩa quán tính.
"
Là thế hệ mới nhất của Infineon IGBT nền tảng công nghệ, IGBT7 luôn là mối quan tâm của các kỹ sư về hiệu suất so với IGBT4. Trong bài báo này, thông qua thử nghiệm FP35R12W2T4 và FP35R12W2T7 trong cùng một ổ đĩa servo nền tảng, so sánh nhiệt độ mối nối của IGBT4 và IGBT7 trong cùng điều kiện làm việc thu được. Kết quả thử nghiệm cho thấy nhiệt độ tiếp giáp của IGBT7 thấp hơn của IGBT4 trong thử nghiệm so sánh giữa điều kiện tải công suất cao liên tục và điều kiện tải đĩa quán tính.
Hệ thống truyền động servo có tốc độ phản hồi nhanh, bội số quá tải cao, xu hướng thu nhỏ và mật độ công suất cao đặt ra các yêu cầu nghiêm ngặt hơn đối với các thiết bị nguồn. Sản phẩm ngôi sao IGBT7 của Infineon, với độ giảm điện áp dẫn cực thấp, dv / dt có thể điều khiển và nhiệt độ mối nối quá tải 175 ° C, đáp ứng hoàn hảo mọi nhu cầu của ổ đĩa servo. Infineon-Jingchuan-Maxim đã cùng nhau phát triển một giải pháp hoàn chỉnh cho ổ đĩa servo dựa trên IGBT7, có thể làm tăng đáng kể mật độ công suất. Chip ổ đĩa sử dụng biến áp không lõi 1EDI20I12MH của Infineon. Do cấu trúc điện dung độc đáo của IGBT7 không dễ dẫn truyền ký sinh, vì vậy có thể sử dụng một thiết kế cấp nguồn duy nhất, giúp đơn giản hóa thiết kế biến tần đến mức tối đa. MCU điều khiển chính sử dụng XMC4700 / 4800 và phát hiện vị trí động cơ thông qua TLE5109 để nhận ra điều khiển chính xác tốc độ và vị trí.
Nguyên mẫu ổ đĩa servo
Bảng nguồn ổ đĩa servo
Bảng điều khiển ổ đĩa servo
Để so sánh hiệu suất của IGBT4 và IGBT7 trong ổ đĩa servo, chúng tôi đã sử dụng hai ổ đĩa servo trên cùng một nền tảng, được trang bị FP35R12W2T4 và FP35R12W2T7 với cùng bố cục mã PIN, trong cùng điều kiện dv / dt (dv / dt = 5600V / us ), thực hiện thử nghiệm.
Chúng tôi đã thiết kế hai sơ đồ so sánh điều kiện làm việc điển hình để so sánh nhiệt độ tiếp giáp của IGBT4 và IGBT7 trong cùng điều kiện làm việc, đó là thử nghiệm so sánh tải nặng liên tục và thử nghiệm so sánh tải quán tính. Cặp nhiệt điện được nhúng trên IGBT con chip trong IGBT mô-đun được kiểm tra và nhiệt độ tiếp giáp của IGBT chip có thể được đọc trực tiếp bằng cách kết nối cặp nhiệt điện với thiết bị thu thập dữ liệu.
Kiểm tra so sánh tải nặng liên tục
Hai động cơ được sử dụng để tải, hệ thống động cơ được thử nghiệm đang làm việc ở trạng thái điện và hệ thống động cơ tải làm việc ở trạng thái phát điện;
Các trình điều khiển dựa trên IGBT4 và IGBT7 được sử dụng để điều khiển động cơ đang được thử nghiệm và tần số chuyển đổi và dòng điện / công suất đầu ra của hai trình điều khiển là giống nhau mỗi lần;
Sử dụng máy phân tích công suất để kiểm tra công suất đầu vào và công suất đầu ra của biến tần, đồng thời tính toán tổn thất và hiệu suất của biến tần.
Nền tảng thử nghiệm so sánh tải lớn liên tục
Hình dưới đây là so sánh nhiệt độ điểm giao nhau của IGBT4 và IGBT7 trong điều kiện tải nặng liên tục.
Từ đó có thể thấy rằng sự chênh lệch nhiệt độ tiếp giáp giữa IGBT7 và IGBT4 là 17 ° C dưới tải của tần số chuyển mạch 8K trong 13 phút. Khi thời gian tải tăng lên, sự chênh lệch nhiệt độ mối nối vẫn đang tăng lên.
Chúng tôi cũng so sánh mức tăng nhiệt độ của IGBT7 và IGBT4 ở các tần số chuyển mạch khác nhau và cùng công suất đầu ra (5.8KVA), như được ghi trong hình sau. Trục hoành là tần số chuyển mạch của IGBT; trục tung bên trái là độ tăng nhiệt độ của NTC so với nhiệt độ ban đầu. Trục dọc bên phải là chênh lệch độ tăng nhiệt độ giữa IGBT4 và IGBT7. Khi tần số chuyển mạch tăng lên, mức tăng nhiệt độ NTC của IGBT7 và IGBT4 trở nên lớn hơn; ở tần số chuyển mạch 10K, mức tăng nhiệt độ NTC của IGBT7 thấp hơn 19°C so với IGBT4. có thể được nhìn thấy. Bởi vì IGBT7 có thể hoạt động ở nhiệt độ tiếp giáp cao hơn nên nó có thể đạt được công suất đầu ra lớn hơn và đạt được sự chuyển dịch công suất.
Kiểm tra so sánh tải quán tính
Hai động cơ được tải lần lượt là IGBT4 và IGBT7, các động cơ có tải đĩa quán tính như nhau, tốc độ từ 1500 vòng / phút đến -1500 vòng / phút là 250 mili giây, thời gian chạy tốc độ ổn định là 1.2s. Trong điều kiện hoạt động tốc độ ổn định, dòng đầu ra pha nhỏ hơn 0.5A; do đó, công suất trung bình trong điều kiện thử nghiệm này là tương đối nhỏ.
Điều kiện tản nhiệt của động cơ là như nhau, và tần số chuyển đổi là 8kHz.
Nền tảng kiểm tra tải quán tính
Các điều kiện thử tải quán tính tấm
Đường cong nhiệt độ mối nối đo được như sau:
Có thể thấy rằng nhiệt độ tiếp giáp của IGBT7 thấp hơn của IGBT4 trong điều kiện hoạt động tăng giảm tốc với đĩa quán tính. Sau 13 phút hoạt động, nhiệt độ tăng của trình điều khiển vẫn chưa đạt đến trạng thái cân bằng, và sự chênh lệch nhiệt độ đường giao nhau lúc này là khoảng 7 ° C.
Cuối cùng, chúng tôi thực hiện một bản tóm tắt về phần này của bài kiểm tra:
Với cùng một công suất đầu ra, nhiệt độ tiếp giáp của trình điều khiển sử dụng IGBT7 được giảm đáng kể, cho phép giảm kích thước của tản nhiệt, do đó có thể giảm kích thước của trình điều khiển;
Nếu sử dụng cùng các điều kiện tản nhiệt, IGBT7 có thể tạo ra nhiều công suất hơn và thực hiện chuyển dịch công suất;
Ngoài ra, IGBT7 có thể làm việc ở nhiệt độ mối nối cao hơn, vì vậy nó có thể tạo ra nhiều công suất hơn.
Các liên kết: BSM400GA120DN2 2MBI150NC-060