Berechnung der Diodenschaltverluste

Ich bin Student der Elektrotechnik. Ich bin in meinem Abschlussjahr und schreibe eine Abschlussarbeit über weiches Schalten.

Ich versuche, die Berechnung von Diodenschaltverlusten zu verstehen. Ich habe den Eindruck, dass nur die Abschaltverluste berechnet werden (die mit der Sperrverzögerungsladung der Diode zusammenhängen). In einem Buch, das ich habe, Power Electronics von Mohan, Undeland und Robbins, zeigen sie die Spannungswellenformen von Leistungsdioden (Seite 535, wenn Sie interessiert sind, es gelingt mir nicht, ein Bild hochzuladen). Man sieht deutlich, dass beim Einschalten ein Überschwingen der Spannung auftritt. In dieser Phase baut sich bereits der Strom auf. Wie wird dieser Einschaltverlust berechnet? Ich kann es nicht wirklich in Diodendatenblättern finden, in denen nur die Parameter zur Berechnung der Sperrverzögerungsverluste erwähnt werden.

Könnte mir also jemand erklären, wie die Einschaltverluste aus dem Diodendatenblatt berechnet werden können?

Wenn es vernachlässigbar ist, kann mir jemand erklären warum?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zeigen Sie einen Schaltplan. Es ist nicht klar, was Sie mit Durchschießen während des Einschaltens meinen. Das macht keinen Sinn, zumindest nicht ohne mehr Kontext. Dioden lassen sich normalerweise ziemlich schnell einschalten, aber sie sehen während dieser Zeit offen und nicht kurzgeschlossen aus.
Was sind Schaltverluste? Schaltverluste treten auf, weil die Schalter nicht ideal sind. Wenn die Schalter ideal wären, hätten Sie keine Schaltverluste, oder? Eine Diode ist auch ein nicht idealer Schalter. Was ist der Unterschied zwischen einer idealen Diode und einer praktischen Diode? Wenn aus: nicht viel. Eingeschaltet oder beim Übergang zwischen Ein und Aus: Strom fließt durch die Diode und es entsteht ein Spannungsabfall. Leistung = Spannung x Strom, also gibt es Ihren Verlust. Wenn Sie diese Leistungsverluste über die Zeit integrieren, kennen Sie Ihre Diodenschaltverluste.
Im Allgemeinen können Sie nicht sagen, ob etwas vernachlässigbar ist oder nicht, was in Ihrer Anwendung möglicherweise vernachlässigbar ist, kann die Leistung in meiner Anwendung einschränken!
Ich denke, Sie sprechen vom Überschwingen beim Einschalten, nicht vom Durchschießen. Es ist in der Tat ein Phänomen, das bei Signalpegeldioden nicht beobachtet wird (laut Buch). Sie könnten eine Seite auf imgur.com hochladen und hier einen Link posten.
Ja, tut mir leid, ich habe einen Fehler gemacht, ich meinte Überschreitung! Ich werde es in der Beschreibung ändern.
Und ich habe auch ein Bild über Imgur hinzugefügt
Dies ist wahrscheinlich zu obskur/neue Forschung, als dass die Leute in diesem Board viel darüber wissen könnten. Hier ist ein Artikel über ein ähnliches Verhalten, aber in ESD-Unterdrückungsdioden dx.doi.org/10.1109/TED.2014.2330365 Sehen Sie sich die Referenzen an ... und Google Scholar ist Ihr Freund. Auch Diodenüberschwinger wird in cds.linear.com/docs/en/application-note/an122f.pdf als Ursache genannt (siehe Seite 5-6).
Eine Sache, die ziemlich sicher ist, ist, dass Sie dieses Zeug nicht aus den Datenblättern der meisten Dioden berechnen können.
Hier ist eine weitere wissenschaftliche Arbeit, vielleicht etwas näher an dem, was Sie wollen; Diese Leute arbeiten an gepulsten HV-Quellen (also sind zumindest die von ihnen erzeugten Spitzen beabsichtigt): realstrannik.com/media/kunena/attachments/422/1509.pdf Sie haben auch Probleme mit den Durchlasseigenschaften von (HV-) Dioden. Wie ich in der Vergangenheit selbst bemerkt habe, weisen sie darauf hin, dass Sie selbst bei Gleichrichtern mit schneller Wiederherstellung nicht viel über ihr (schnelles?) Vorwärtsverhalten aus dem Datenblatt herausfinden können.

Antworten (1)

Sie werden Schwierigkeiten haben, ein Datenblatt zu finden, das die Einschaltinformationen explizit angibt. Die Einschaltverluste einer Diode sind in der Regel recht gering und wirken sich im Gegensatz zu den Ausschalteigenschaften NUR auf die Diode aus

Der Grund dafür ist, dass das Abschaltverhalten größere Auswirkungen hat.

Die wichtigsten Informationen zum Abschalten sind

  1. Reverse-Recovery-Zeit T R R
  2. Reverse-Recovery-Gebühr Q R R M
  3. Spitzenrückstrom ICH R R
  4. Spitzenabfallgeschwindigkeit des Erholungsstroms D ICH R R / D T

Das Abschalten der DIODE-Kennlinie wirkt sich sofort auf das zugehörige Kommutierungsgerät (z. B. IGBT) aus. Der Rückwärtserholungsstrom addiert sich zum Einschaltschaltstrom des zugehörigen Geräts und somit zum Einschalten der Geräte (des IGBT). Das Schalten von 600 A durch eine induktive Last kann leicht 50 A zusätzlichen Strom haben

Dies ist jedoch das Ausschalten der DIODE und diese Informationen sind im Datenblatt angegeben und ebenso war die Frage mit dem Einschalten verbunden

Die Abschalteigenschaften (für Minoritätsträger) werden von Chip , Gehäuse und Installation dominiert: Widerstand UND Induktivität. Da der Strom am ansteigt D ICH R R / D T Rate wird eine zusätzliche Spannung auf dem Chip erzeugt. In der Praxis jedoch aufgrund anwendungsspezifischer Installationsstreuinduktivitäten D ICH R R / D T wird niedriger sein.

Um die Ausschalt- Schaltverluste einer Leistungsdiode abzuschätzen, sind drei Dinge erforderlich

  1. Reverse-Recovery-Gebühr
  2. Sperrspannung
  3. Schaltfrequenz.

Abhängig von der Größe der Diode können Sie mitgeliefert werden oder nicht Q R gegen D ICH F / D T Grafiken.

Wenn Ihnen diese Diagramme zur Verfügung gestellt werden, besteht der erste Schritt darin, die zu bestimmen Q R für deinen Betriebsfall: Begrenzung der äußeren Induktivität D ICH F / D T und Ihren Betriebsstrom.

Die Schaltleistung kann dann durch geschätzt werden

P S = Q R v R F S

bei Interesse an Ws/pulse ( J R ) Dies kann geschätzt werden über: J R = v R Q R

Wie bereits erwähnt: TurnON- Verluste sind nicht nur schwierig (aufgrund der komplexen Natur interagierender Streuner), sondern tragen auch nur geringfügig dazu bei

Vielen Dank, ich bekomme schon ein besseres Verständnis. Ich weiß, dass es nicht in der Frage steht, aber könnten Sie mir eine Formel zur Berechnung der Ausschaltverluste geben? Auf IEEE Explore habe ich bereits einige Artikel gefunden, die sich damit befassen, indem sie Module zu ihren Simulationen hinzufügen, aber eine einfache Formel wird meistens nicht bereitgestellt.
wie ist das. Tut mir leid, dass ich kein analytisches TurnON bereitstellen kann ... es hängt von so vielen Dingen ab. Der übliche Ansatz, den ich wähle, ist, dass ich Schaltverluste im Wechselrichter auf dem IGBT und der Diode mache, da dies die Steifheit des DClink und jegliche Streuinduktivität berücksichtigt
Berechnung der Diodenschaltverluste
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 2v