Cálculo de Perdas nos dispositivos (I) vce1(t) t2 t(s) q Tensão Corrente t1 Condução do transistor 1 t2 Condução do diodo 1 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 1

Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução Características do IGBT Características do diodo Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 2

Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução VTO IGBT Condições de teste Valor Máximo VCE(T0) Tj=125C 1,05V rCE VGE=15V 7,5mW Diodo Condições de teste Valor Máximo VF(T0) Tj=125C 1,2V rT 6,5mW Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 3

Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução Em um período de chaveamento de alta freqüência Integrando e calculando o valor médio das perdas por ciclo de chaveamento Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 4

Cálculo de Perdas nos dispositivos a) Perdas por condução Calculando as perdas em um período de baixa freqüência Aplicando a mesma técnica para os diodos, temos: Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 5

Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação Perdas de chaveamento do IGBT: disparo e bloqueio Perdas de bloqueio do diodo Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 6

Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação Formas de onda no bloqueio do IGBT Formas de onda no disparo do IGBT Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 7

Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação Formas de onda no bloqueio do diodo Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 8

Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação IGBT Condições de teste Valor Máximo Eon Tj=125C 22mJ Eoff Vcc=600V Icn=200A Diodo VGE=±15V Err RGon=RGoff=5Ω 11mJ Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 9

Cálculo de Perdas nos dispositivos b) Perdas por comutação Em um período de chaveamento de alta freqüência Integrando e calculando o valor médio das perdas por ciclo de chaveamento Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 10

Dimensionamento do dissipador “Case” Dissipador Ar Junção Rthjc PIGBT1 SP SP Pdiodo1 Rthch PIGBT2 Rthha Pdiodo2 Tjmax=150C Tambiente=40C Tjtipica=125C Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 11

Non Punch-Through ( NPT) e o Punch-Through (PT) Transistores IGBT’s Existem dois tipos: Non Punch-Through ( NPT) e o Punch-Through (PT) Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 12

Transistores IGBT’s Características dos IGBT’s tipo PT (geralmente de até 600V) Menor corrente de cauda. 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) Capacidade de suportar tensões mais elevadas. Coeficiente de temperatura positivo ( Tensão Vceon aumenta com a temperatura). Permite paralelar dispositivos Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 13

Transistores IGBT’s Modelo do IGBT Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 14

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 Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 15

Transistores IGBT’s Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 16

Transistores IGBT’s Prof. Porfírio Cabaleiro Cortizo 17