Igbt cu emitor Kelwin si oasfet cu sursa Kelwin la to 247

[cavit]

 Au inceput sa apara igbt si mosfet cu emitor si sursa kelwin la to247. am ca exemplu fgh75t65shdt si fgh75t65shdtl4 fara si cu emitor Kelwin,

 

 Cele cu emitor  Kelwin sunt avantajoase, igbt ul din exemplu merge bine pentru invertor solar de 3kw mult mai curat si cu pierderi mai mici in varianta cu emitor Kelwin

[donpetru]

Daca tot ati adus in discutie subiectul, nu ar fi rau sa mergeti mai departe si sa aratati o comparatie in ceea ce priveste performantele de comutatie, cu tot ce inseamna putere disipata si pierderi in comutatie, intre doua surse SMPS, una cu MOSFET-uri obisnuite si una cu MOSFET-uri cu emitor Kelvin. Cred ca o asemenea comparatie ar lamuri pe multa lume si ar starni si mai mult interesul utilizatorilor ca sa urmareasca acest topic..., cred!!!

 

Pe de alta parte, cand e vorba de curenti mari in convertoarele statice de putere, cu siguranta folosirea unor elemente de comutatie cu pierderi in comutatie cat mai mici reprezinta un atu important si aici folosirea unor MOS-uri cu emitor Kelvin cu siguranta este o alegere optima. Am postat mai jos o imagine ca sa se vada mai exact cum sunt comandate asemenea tranzistoare cu emitor Kelvin:

Performantele de comutatie, din pacate, sunt mai bune cu cat curentul tranzitat prin convertor sau convertizorul static de frecventa e mai mare, ceea ce ne face sa credem ca, momentan, folosirea MOSFEt-urilor cu emitor kelvin se merita numai in convertizoare statice de frecventa trifazate de mare putere si mai putin in surse in comutatie monofazate pentru echipamente electrice de casa. Totusi, ajungand in acest punct, ati vazut SMPS-uri monofazate cu asemenea MOSFET-uri ???

[cavit]

 Am facut un invertor monofazat de3 kw cu 4 astfel de igbt fara emitor kelwin radiatorul avea 20 grade peste ambient in giol fara ventilator  cu emitor kelwin avea 12 grade peste ambient in aceleasi conditii, nu au fost inlocuite alte componente sau modificate setari.

 

 Sursa si emitorul Kelwin se pot folosi la orice puteri si conteaza destul de mult si la 1 kw daca frecventa de lucru este peste 25 khz.

 

 In afara de pierderile mai mici in gol si pierderile in sarcina au scazut, cu 1 kw au scazut de 30w la 20w, in plus este mult mai sigur si stabil in functionare, nu se mai arde la pornirea unei drujbe de 2 kw.

 

 Pentru mosfetul cu carbura de siliciu sursa kelwin face diferenta,   sunt cu sursa kelwin si din acelea, dar sunt mici cam 1/3 din curentul acetui IGBT.

 

 Cele de tip caramida au traditional surse sau emitoare Kelwin, disponibiliatea lor tine si de impartirea pietii intre producatori, unii fac numai de mica si mare putere altii fac si de medie putere.

 

 

 

 Foto: SIC mosfet cu sursa Kelwin mic 30A 900v

Editat Septembrie 23, 2016 de cavit

[gsabac]

Atunci c?nd se utilizeaz? tranzistori IGBT cu 2 emitori (Kelvin), unul dintre emitori este pentru comanda
 reactiei negative de corectie a semnalului de comanda pe poarta, prin circuitul, de exemplu MC33153.
Tensiunea este aplicat? la intrarea Sense, pin-ul 1.
Tensiunile sunt raportate la pin-ul Kelvin Ground. Tensiunea pe pinul Sense este foarte mic?,
 ?n mod tipic aproximativ 65 mV ?i este sensibila la zgomote de inductie sau caderi de tensiune pe
 circuitele de putere. Prin urmare, Sense fata de masa si conductorii de retur ar trebui s? fie dirijati
 ca o pereche de conexiuni diferen?iale. Un filtru RC este util ?n filtrarea oricarui zgomot de ?nalt? frecven??.
Un condensator este conectat de la BLANKING la VEE.
Schema de conexiuni este prezentata in atasament iar rezultate mai bune decit tranzistorii IGBT se obtin
 numai la puteri mari, cam la peste 60% din puterea maxima. Randamentul maxim ce se poate obtine este de 97%,
dupa datele furnizate de Siemens. Imbunatatirile se datoreaza in special micsorarii pierderilor pe fronturi
 si se relateaza o scadere cu 20% a acestora

 

@gsabac
 

Editat Septembrie 29, 2016 de gsabac

[cavit]

 Emitorul kelwin permite sa se obtina performanta scontata si cablat cu sarme, comutarea este mult mai curata si ramine asa chiar daca sunt sarme cu inductanta mare se obtine o performanta comparabila cu aceea  a unui pcb ingrijit care ia o garmada de timp pntru proiectare si executie si costa o gramada de bani.

 

 Eu am folosit doua surse izolate in locul acelui filtru rc pus in calea buclei de masa asta dintr-un motiv intemeiat, in caz ca se ard igbt-urile si se intrerup sarmele interne de la emitorii de forta nu va fi aplicata tensiunea mare pe driveri, fapt ce duce la distrugerea lor.

 

 Asta este un alt avantaj al emitorului kelwin ca ramai cu driverele intregi in caz ca pusca forta.

 

 Mosfet SJ nici nu am reusit sa folosesc in topologie punte fara sursa Kelwin, se ardeau instant la pornire, dar cu sursa Kelwin au mers, desi nu merg ca aceste IGBT totusi au mers si am putut vedea ce nu le place.

 

 Acestea au un di/dt mult mai mare ca igbt-ul si deschid perchea deoarece genereaza tensiuni mari pe inductanta parazita a firului din sursa, tocmai asta rezolva sursa Kelwin, problema este ca nu poti mari oricat rezistenta de deschidere caci cresc mult pierderile la platoul Miller si nici nu poti nu poti pune rezistenta de blocare prea mica deoarece ia varfuri mari de curent la blocare, in varianta cu pnp nici macar 3 ztx 753 6 amperi in impuls nu faceau fata sa blocheze un mosfet SJ de 37 miliohm la 650v, pentru cateva zeci de ns pnp urile alea preluau tot curentul de forta si bineinteles ca se puneau in scurt asta fara sa se arda mosfetul.

Editat Septembrie 30, 2016 de cavit

[cavit]

 Comparativ sj mosfet si IGBT+d la aceeasi tensiune si curenti apropiati cu si fara sursa kelwin.

 

 La mosfet treaba sta mult mai prost deoarece viteza de variatie a curentului este de vreo 4 ori mai mare in timpul deschiderii si capacitatea si sarcina stocata in dioda sunt de 2 respectiv 6 ori mai mari, genereaza oscilatii urate.

 

 La igbt+d merge si fara sursa kelwin comutarea este mai blinda.

[gsabac]

Printre ultimele realizari in materie de MOSFET pentru comutatie de mare putere sunt si tranzistorii

  Siemens de tipul CoolMOS? C7, cu emitor asa zis Kelvin.

Au performante asemanatoare cu IGBT-Kelvin.

Acestia sunt de tipul IPZ60R040C7 si se gasesc  la firmele de comercializare a componentelor

 electronice la pretul de circa 100 lei.

Este cotat ca un super tranzistor, ce poate oferi cele mai bune performante in materie de convertori

 de mare putere. Schema si capsula sunt in poza urmatoare:

Se remarca sursa Kelvin, care se foloseste pentru aplicarea semnalului de comanda

 si sursa Power Source care se foloseste pentru circuitul de putere. Un modul si o schema

 pentru testarea unui convertor de 2,5KW alimentat din retea si care livreaza 400V la iesire este

 in fisierul pdf atasat. Este aratata si schema de comanda, precum si valorile utilizate.

 La puterea de 1KW se obtine un randament de peste 98% la 100KHz, deci se obtin avantaje

 de.pret, dimensiuni si de folosire eficienta a energiei.

 

@gsabac

 

Infineon-2.5KW power source with COOL-MOS.pdf

Editat Octombrie 24, 2016 de gsabac

[cavit]

 Totusi din ceea ce vad eu toata lumea se fereste sa dea topologii punte cu sj mosfet, buck boost chiar si push pull merge ok am si eu unul cu 2 sj de 47 m ohm la 600v de la fairchild si merge super ok cu 3kw la 120v dar punti nu vad si nu am vazut, si am si o o explicatie, la sj canalul este scurt si si zona de camp la blocarea diodei structurale ajuge in zona portii si le face sa se comporte rau la dv/dt mari, fenomenul l-am obsevat si la sic mosfet trench gate generatia 3, la sic mosfet planar nu apare.

 

 Sic mosfet trench gate pot totusi fuctiona in punti dar sunt mai vulnerabile ca cele planare, in mod practic nu aduc nici un beneficiu in punte fata de cele planare/unitare de suprafata chip desi au rezistenta mai mica au pierderi la comutate mai mari deorece au tendinta la shoot thru.

 

 Un Ghid practic pentru punti, pana la 48v se pot folosi si sj mosfet gen irpp 4668 la 48 si 4468 la 24 sau 4368 la 12 la 120 nu merg, in schimb merg irfp 260 care au canalul mai lung si nu sunt asa susceptibile la shoot thru.

 

 La 400-700v nu pot fi folosite sj mosfet in punte, dar functioneaza sic trench pana la 400v si planar pana la 1kv si igbt atit npt cat si fts, npt merg la frecventa joasa si trebuie lasat un DT destul de mare, fts la 650 pot functiona si cu 500ns unele modele si 1,5us la 1200v.

 

 Utilizarea unor diode sic schottky la redresare aduce beneficii mai mari decat utilizarea unor sic mosfet la punte utilizarea unei diode sic schottky si unui sic mosfet la convertorul boost sau buck aduce beneficii in compartie cu mosfet si dioda cu siliciu, in general igbt nu prea rezista la topologia boost sau pushpull datorita varfurilor mari de tensiune, igbt se comporta prost in regim de avalansa.

 

 

 Sursa si emitorul kelwin aduc beneficii in orice situatie, totusi trebuie tinut seama de limitarile specifice fiecarui tip de dispozitiv