Температура перехода при импульсной работе
Приведенные в справочных данных Zthjc характеристики транзистора и диода при периодической импульсной последовательности можно использовать для расчета средней и максимальной температуры перехода при периодическом рассеивании мощности на нагрузке в соответствии с несущей частотой.
На рис.3.11 представлены несколько таких кривых для IGBT и диода SKM100GB123D модуля и типичная характеристика тока и температуры перехода транзистора при импульсной работе.
Средняя температура перехода Tjavg находится при умножении температурного сопротивления Rthjc на среднюю рассеиваемую мощность Ptotavg. Далее рассчитывается средняя рассеиваемая энергия за всю продолжительность одного импульса или коммутации Ts.
Ptotavg = fs · (Eon + Eoff + Efw)
Tjavg = Tс + Ptotavg · Rthjc
Максимальная температура перехода Tjmax находится при умножении Zthjc на максимальную рассеиваемую мощность Ptotmax. Далее рассчитывается средняя рассеиваемая энергия за импульс во время включения t транзистора или диода, соответственно, за длительность импульса Ts.
Ptotmax = (Eon + Eoff + Efw)/t
Tjmax = Tс + Ptotmax · Zthjc
 
Рис. 3.11. Переходной температурный импеданс Zthjc IGBT (a) и диода SKM100GB123D модуля и характеристика тока и температуры (с)
Примеры для SKM100GB123D IGBT
Пример 1 рассчитан при стандартной частоте импульсов для IGBT 10 кГц. В результате нет отклонений между средним и максимальным значениями температуры перехода из-за низких температурных импедансов на высоких частотах. Частота импульсов в примерах 2 и 3 уменьшена до 2 кГц, однако брались постоянные значения для значения рассеиваемой энергии в примере 2 и для средней и максимальной общей рассеиваемой мощности в примере 3. Оба примера показывают отклонения между средним и максимальным значениями температуры перехода.
Можно предположить, что расчеты, основанные на средней рассеиваемой мощности и постоянном температурном сопротивлении, достаточны для частот свыше 3 кГц. Пример 4 показывает резкое различие между средней и максимальной температурами перехода на очень низких рабочих частотах.
| 
