Принципы работы мощных полупроводниковых приборов

I. Принципы работы мощных полупроводниковых приборов

1. Основы процесса переключения

2. Принципы функционирования силовых полупроводниковых приборов

3. Силовые электронные ключи

II. Основы

1. Области применения и ограничения в применении IGBT и MOSFET силовых модулей

2. Силовые IGBT и MOSFET

2.1. Различие структур и функциональных принципов

2.2. Статический режим

2.2.1. Силовые MOSFET

2.2.2. IGBT

2.3. Режим жесткого переключения MOSFET и IGBT

2.4. Улучшения в технологии MOSFET и IGBT

3. Обратные и снабберные диоды

3.1. Требования к обратным и снабберным диодам

3.1.1. Падение при прямом и обратном напряжении

3.1.2. Режим включения

3.1.3. Режим обратного восстановления

3.1.4. Требования к обратным диодам , которые работают в режиме выпрямления и инвертирования в преобразователях напряжения

3.2. Конструкция мощных быстрых диодов

3.3. Параметры мощных быстрых диодов

3.3.1. Прямой и обратный режимы

3.3.2. Режим включения

3.3.3. Режим выключения

3.3.4. Динамическая устойчивость

3.4. Modern diodes with optimized recovery behaviour

3.4.1. Эмиттерная концепция

3.4.2. Концепция управляемого аксиального времени жизни (CAL)

3.4.3. Концепция гибридных диодов

3.5. Соединение мощных быстрых диодов

3.5.1. Последовательное соединение

3.5.2. Параллельное включение

4. Силовые модули : специальные возможности многокристальных структур

4.1. Конструкция силовых модулей

4.2. Возможности силовых модулей

4.2.1. Степень сложности

4.2.2. Способность рассеивать тепло

4.2.3. Напряжение изоляции / устойчивость к отдельным разрядам

4.2.4. Способность периодически передавать мощность

4.2.5. Внутренняя низкоиндуктивная структура

4.2.6. Адаптация внутренней структуры к ЭМС

4.2.7. Заданный мягкий режим в случае отказа модуля

4.2.8. Не загрязняющая переработка

4.3. Сборка и технология подключения : типы корпусов

4.4. Система обозначений SEMIKRON для SEMITRANS и SEMITOP силовых модулей

5. Примеры новых технологий корпусов

5.1. SKiiPPACK

5.2. MiniSKiiP

5.3. SEMITOP

5.4. Новая низкоиндуктивная конструкция IGBT модуля для больших токов и напряжений

6. Встроенные датчики , функции защиты , драйвера и логика

III. Справочные данные по MOSFET, IGBT, MiniSKiiP и SKiiPPACK модулям

1. Общие сведения

1.1. Буквенные обозначения , термины, стандарты

1.2. Максимальные значения и характеристики

2. Силовые модули MOSFET

2.1. Предельные значения

2.2. Характеристики

2.3. Диаграммы

3. IGBT- модули [264], [265]

3.1. Предельные значения

3.2. Характеристики

3.3. Диаграммы

4. Специальные параметры для MiniSKiiP

5. Специальные параметры для SKiiPPACK

6. Температурная зависимость статических и динамических характеристик силовых модулей

7. Надежность

IV. Рекомендации к применению

1. Задание параметров и выбор MOSFET, IGBT и SKiiPPACK модулей

1.1. Прямое запирающее напряжение

1.2. Ток в прямом направлении

1.3. Частота коммутации

2. Температурные параметры

2.1. Температурные параметры

2.1.1. Единичные и общие потери мощности

2.1.2. Единичные и общие потери мощности

2.1.3. Потери мощности в импульсном источнике напряжения инверторов / при синусоидальных токах

2.2. Расчет температуры перехода

2.2.1. Основные сведения

2.2.2. Температура перехода при кратковременной работе

2.2.3. Температура перехода при импульсной работе

2.2.4. Температура перехода при гармонических основных частотах

2.3. Определение температурных характеристик по отношению к сроку службы модуля

3. Охлаждение силовых модулей

3.1. Устройства охлаждения , охладители и методы охлаждения

3.2. Температурная модель охлаждающего устройства

3.3. Естественное воздушное охлаждение ( конвекция )

3.4. Принудительное воздушное охлаждение

3.5. Водяное охлаждение

3.6. Данные на стандартные радиаторы для SKiiPPACK

3.6.1. Принудительное воздушное охлаждение

3.6.2. Охлаждение жидкостями

4. Конструкция силовой части

4.1. Паразитные индуктивности и емкости

4.2. Электромагнитные помехи / обратные связи по сети

4.2.1. Процессы в преобразователе

4.2.2. Причины интерференционных токов

4.2.3. Пути распространения

4.2.4. Способы подавления ЭМП

4.3. Готовые к установке силовые устройства

5. Драйвер

5.1. Характеристики напряжения и тока затвора

5.2. Влияние параметров драйвера на режим коммутации

5.3. Структура драйвера и основные требования к драйверам

5.4. Встроенные функции защиты и контроля в драйвере

5.5. Временные константы и функции блокировки

5.6. Передача управляющих сигналов и энергия управления

5.6.1. Данные управления и обратная связь

5.6.2. Энергия управления

5.7. Цепи драйвера для силовых MOSFET и IGBT

5.8. SEMIDRIVER

5.8.1. OEM драйверы

5.8.2. SKiiPPACK драйверы

6. Режимы неисправностей и защита

6.1. Типы неисправностей

6.2. Поведение IGBT и MOSFET при перегрузках и коротких замыканиях

6.3. Обнаружение перегрузок и защита

6.3.1. Обнаружение и снижение токов перегрузки

6.3.2. Ограничение перенапряжений

6.3.3. Определение перегрева

7. Включение MOSFET, IGBT и SKiiPPACK модулей

7.1. Параллельное включение

7.1.1. Сложности с разделением тока

7.1.2. Выбор модуля , схемы драйвера, компоновка

7.1.3. Параллельное подключение SKiiPPACK модулей

7.2. Последовательное подключение

7.2.1. Проблема разделения напряжения

7.2.2. Выбор модуля , схемы драйвера, конструкции

8. Мягкая коммутация в ZVS или ZCS режиме / схемы уменьшения потерь коммутации

8.1. Требования и области применения

8.2. Цепи уменьшения потерь коммутации

8.3. Мягкая коммутация

8.3.1. Типичные характеристики тока и напряжения / нагрузки силового полупроводника

8.3.2. Требования к полупроводниковым ключам и их драйверам

8.3.3. Особенности ключей

8.3.4. Выводы

9. Обращение с MOSFET, IGBT, MiniSKiiP и SKiiPPACK модулями

9.1. Чувствительность к ESD ( разряду ) и способы защиты

9.2. Инструкции по монтажу

9.3. SKiiPPACK: температурные испытания

10. Программное обеспечение для расчета схем

10.1. Уровни математических моделей для описания схемы

10.2. Программное обеспечение SEMIKRON

V. References