![Fig. 3 Y[m] X[m] Time [year] space-time cube t1t1 t2t2 tntn 15 7 0 m interpolate z=f(x,y,t) (x,y,z) … reorder as (x,y,t,z) H. Mitasova, NCSU.](https://static.fdocuments.net/doc/165x107/56649cb95503460f949810ad/fig-3-ym-xm-time-year-space-time-cube-t1t1-t2t2-tntn-15-7-0-m-interpolate.jpg)
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SEI – Sistemas de Energia Ininterrupta – EEE 924 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 1 Cálculo de Perdas nos dispositivos (I) t 1 E vce 1 (t ) t 2 ) ( 1 2 ) ( 1 2 2 1 wt sen M T t wt sen M T t a a t 1 Condução do transistor 1 t 2 Condução do diodo 1 t(s) Tensão Corrente
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Cálculo de Perdas nos dispositivos (I)
t1
Evce1(t)
t2
)(12
)(12
2
1
wtsenMT
t
wtsenMT
t
a
a
t1 Condução do transistor 1
t2 Condução do diodo 1
t(s)
Tensão
Corrente
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Características do IGBT Características do diodo
Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução
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IGBT Condições de teste
Valor Máximo
VCE(T0) Tj=125C 1,05V
rCE VGE=15V 7,5m
Diodo Condições de teste
Valor Máximo
VF(T0) Tj=125C 1,2V
rT 6,5m
V
I
VTO
r1
)()()(
)()()(
tfTTOFtf
tcCETOCEtce
irVv
irVv
Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução
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Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução
)wt(senM1*)t(senIr)tsin(I*V21
P
dti*vT1
T
WP
dti*vW
)t(senM121
Tt
irVv
)tsin(Ii
a22
CE)TO(CE)t(avgciclo
T
0
)t(c)t(ceciclo
)t(avgciclo
T
0
)t(c)t(ceciclo
a1
)t(cCE)TO(CE)t(ce
)t(c
Em um período de chaveamento de alta freqüência
Integrando e calculando o valor médio das perdas por ciclo de chaveamento
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3
)cos(IMr
8
Ir
8
)cos(IMV
2
IVP
)wt(dp21
dtpTa1
P
2aCE
2CEa)TO(CE)TO(CE
igbt
0
)wt()t(
Cálculo de Perdas nos dispositivosa) Perdas por condução
Aplicando a mesma técnica para os diodos, temos:
3
)cos(IMr
8Ir
8
)cos(IMV
2
IVP
2aT
2Ta)TO(F)TO(F
diodo
Calculando as perdas em um período de baixa freqüência
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Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação
Perdas de chaveamento do IGBT: disparo e bloqueio
Perdas de bloqueio do diodo
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Formas de onda no bloqueio do IGBT
Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação
Formas de onda no disparo do IGBT
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Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação
Formas de onda no bloqueio do diodo
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Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação
IGBT Condições de teste Valor Máximo
Eon Tj=125C 22mJ
Eoff Vcc=600V 22mJ
Icn=200A
Diodo VGE=±15V
Err RGon=RGoff=5Ω 11mJ
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Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação
f*I*E*FCP
)wt(dp21
dtpTa1
P
f*)tsin(I*E*FCp
)tsin(I*E*FCi*E*FCw
IVE
FC correçãode Fator
i*E*FCw
off/onoff/on
0
)wt()t(on/off
off/on)t(
off/on)t(coff/on)t(
cncc
)t(coff/on(t)
Em um período de chaveamento de alta freqüência
Integrando e calculando o valor médio das perdas por ciclo de chaveamento
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Dimensionamento do dissipador
Ar
Rthjc
Junção“Case” Dissipador
Rthch Rthha
Tjmax=150C
Tambiente=40C
Tjtipica=125C
PIGBT1
PIGBT2
Pdiodo1
Pdiodo2
P P
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Transistores IGBT’s
Existem dois tipos:Non Punch-Through ( NPT) e o Punch-Through (PT)
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Transistores IGBT’s
Características dos IGBT’s tipo PT (geralmente de até 600V)
1. Menor corrente de cauda.
2. Capacidade de comutar freqüências mais elevadas, as custas de uma maior queda de tensão Vceon.
Características dos IGBT’s tipo NPT (geralmente acima de 600V)
1. Capacidade de suportar tensões mais elevadas.
2. Coeficiente de temperatura positivo ( Tensão Vceon aumenta com a temperatura). Permite paralelar dispositivos
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Transistores IGBT’s
Modelo do IGBT
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Transistores IGBT’s
CIES = Capacitancia entre Gate e Emissor com Coletor conectado no emissor para sinais CA.
CIES = CGE+CGC
COES = Capacitancia entre Coletor e Emissor com Gate conectado no emissor para sinais CA.COES = CCE+CGC
CRES = Capacitancia entre Coletor e Gate com Emissor aterrado. Também conhecida como capacitancia de Miller e afeta profundamente os tempos de comutação do IGBT.CRES = CGC
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