-
вернутьсяX
-
Компоненты
-
-
Category
-
Полупроводниковые приборы
- Диоды
- Тиристоры
-
Электро-изолированные модули
- Электроизолированные модули | ВИШАЙ (ИК)
- Электроизолированные модули | INFINEON (EUPEC)
- Электроизолированные модули | Семикрон
- Электроизолированные модули | POWEREX
- Электроизолированные модули | IXYS
- Электроизолированные модули | ПОЗЕЙКО
- Электроизолированные модули | ABB
- Электроизолированные модули | TECHSEM
- Перейти в подкатегорию
- Выпрямительные мостики
-
Транзисторы
- Транзисторы | GeneSiC
- Модули SiC MOSFET | Mitsubishi
- Модули SiC MOSFET | STARPOWER
- Модули ABB SiC MOSFET
- Модули IGBT | МИЦУБИСИ
- Транзисторные модули | MITSUBISHI
- Модули MOSFET | МИЦУБИСИ
- Транзисторные модули | ABB
- Модули IGBT | POWEREX
- Модули IGBT | INFINEON (EUPEC)
- Полупроводниковые элементы из карбида кремния (SiC)
- Перейти в подкатегорию
- Драйвера
- Блоки мощности
- Перейти в подкатегорию
-
Электрические преобразователи
-
Преобразователи тока / датчики тока ф. LEM
- Преобразователи тока с замкнутой петлей обратной связи (C/L) ф. LEM
- Преобразователи тока с открытой петлей обратной связи (O/L) ф. LEM
- Преобразователи тока с униполярным питанием ф. LEM
- Преобразователи в технологии Eta ф. LEM
- Датчики тока высокой точностью серии LF xx10
- Датчики тока серии LH
- HOYS i HOYL – предназначен для монтажа непосредственно на токопроводящей шине
- Преобразователи тока в технологии SMD, серии GO-SME и GO-SMS
- АВТОМОБИЛЬНЫЕ преобразователи тока
- Перейти в подкатегорию
-
Преобразователи напряжения | LEM
- Преобразователи напряжения серии LV
- Преобразователи напряжения серии DVL
- Прецизионные преобразователи напряжения с двойным магнитным сердечником серии CV
- Тяговый преобразователь напряжения DV 4200/SP4
- Преобразователи напряжения серии DVM
- Преобразователь напряжения DVC 1000-P
- Преобразователь напряжения DVC 1000
- Перейти в подкатегорию
- Прецизионные датчики тока
- Перейти в подкатегорию
-
Преобразователи тока / датчики тока ф. LEM
-
Пассивные компоненты (конденсаторы, резисторы, предохранители, фильтры)
- Резисторы
-
Предохранители
- Миниатюрные предохранители для электронных плат серии ABC и AGC
- Быстрые трубчатые предохранители
- Медленные вставки с характеристиками GL/GG и AM
- Ультрабыстрые плавкие вставки
- Быстрые предохранители английский и американский стандарт
- Быстрые предохранители европейский стандарт
- Тяговые предохранители
- Высоковольтные предохранительные вставки
- Перейти в подкатегорию
-
Конденсаторы
- Конденсаторы для электромоторов
- Электролитические конденсаторы
- Конденсаторы типа snubbers
- Конденсаторы мощности
- Конденсаторы для цепей DC
- Конденсаторы для компенсации пассивной мощности
- Высоковольтные конденсаторы
- Конденсаторы большой мощности для индукционного нагрева
- Импульсные конденсаторы
- Конденсаторы звена постоянного тока
- Конденсаторы для цепей переменного/постоянного тока
- Перейти в подкатегорию
- Противопомеховые фильтры
- Ионисторы
-
Защита от перенапряжения
- Ограничители перенапряжения для приложений RF
- Ограничители перенапряжения для систем технического зрения
- Ограничители перенапряжения для линий электропередач
- Ограничители перенапряжения для светодиодов
- Ограничители перенапряжения для фотовольтаики
- Ограничители перенапряжения для систем взвешивания
- Ограничители перенапряжения для Fieldbus
- Перейти в подкатегорию
- Перейти в подкатегорию
-
Реле и контакторы
- Теория реле и контакторы
- Полупроводниковые реле AC 3-фазные
- Полупроводниковые реле DC
- Контроллеры, системы управления и аксессуары
- Системы плавного пуска и реверсивные контакторы
- Электро-механические реле
- Контакторы
- Оборотные переключатели
-
Полупроводниковые реле AC 1-фазные
- РЕЛЕ AC 1-ФАЗНЫЕ СЕРИИ 1 D2425 | D2450
- Однофазное реле AC серии CWA и CWD
- Однофазное реле AC серии CMRA и CMRD
- Однофазное реле AC серии PS
- Реле AC двойное и четверное серии D24 D, TD24 Q, H12D48 D
- Однофазные твердотельные реле серии gn
- Однофазные полупроводниковые реле переменного тока серии ckr
- Однофазные реле переменного тока ERDA И ERAA SERIES для DIN-рейки
- Однофазные реле переменного тока на ток 150А
- Двойные твердотельные реле, интегрированные с радиатором для DIN-рейки
- Перейти в подкатегорию
- Полупроводниковые реле AC 1-фазные для печати
- Интерфейсные реле
- Перейти в подкатегорию
- Индукционные компоненты
- Радиаторы, варисторы, термическая защита
- Вентиляторы
- Кондиционеры, оборудование для шкафов, охладители
-
Аккумуляторы, зарядные устройства, буферные источники питания и инверторы
- Аккумуляторы, зарядные устройства - теоретическое описание
- Модульные литий-ионные аккумуляторы, пользовательские батареи, Система управления батареями (BMS)
- Аккумуляторы
- Зарядные устройства и аксессуары
- Резервный источник питания ИБП и буферные источники питания
- Преобразователи и аксессуары для фотовольтаики
- Хранилище энергии
- Топливные элементы
- Литий-ионные аккумуляторы
- Перейти в подкатегорию
-
Автоматика
- Futaba Drone Parts
- Концевые выключатели, Микровыключатели
- Датчики Преобразователи
- Пирометры
- Счетчики, Реле времени, Панельные измерительные приборы
- Промышленные защитные устройства
- Световые и звуковые сигнальные установки
- Термокамеры, Тепловизоры
- LED-экраны
- Управляющая аппаратура
-
Регистраторы
- Регистраторы температуры с записью на ленту и с цифровым показателем - AL3000ym - AL3000
- Микропроцесорные регистраторы с экраном LCD серия KR2000
- Регистратор KR5000
- Измеритель с функцией регистрации влажности и температуры HN-CH
- Эксплуатационные материалы для регистраторов
- Компактный графический регистратор 71VR1
- Регистратор KR 3000
- Регистратор PC серии R1M
- Регистратор PC серии R2M
- Регистратор PC, USB, 12 изолированных входов – RZMS
- Регистратор PC, USB, 12 изолированных входов – RZUS
- Перейти в подкатегорию
- Перейти в подкатегорию
-
Провода, литцендрат, гофрированные рукава, гибкие соединения
- Провода
- Многожильные провода (Lica)
-
Кабели и провода для специальных применений
- Удлинительные и компенсационные провода
- Провода для термопар
- Присоединительные провода для датчиков PT
- Многожильные провода темп. от -60C до +1400C
- Провода среднего напряжения
- Провода зажигания
- Нагревательные провода
- Одножильные провода темп. от -60C до +450C
- Железнодородные провода
- Нагревательные провода в Ex
- Перейти в подкатегорию
- Оболочки
-
Плетеные кабели
- Плоские плетеные кабели
- Круглые плетеные кабели
- Очень гибкие плетеные кабели - плоские
- Очень гибкие плетеные кабели - круглые
- Медные цилиндрические плетеные кабели
- Медные цилиндрические плетеные кабели и кожуха
- Гибкие заземляющие ленты
- Цилиндрические плетеные провода из луженой и нержавеющей стали
- Медные изолированные плетеные провода PCV - температура до 85 градусов C
- Плоские алюминиевые плетеные провода
- Соединительный набор - плетеные провода и трубки
- Перейти в подкатегорию
- Аксессуары для тяги
- Кабельные наконечники
- Изолированные эластичные шины
- Многослойные гибкие шины
- Системы прокладки кабеля (PESZLE)
- Трубы
- Перейти в подкатегорию
- Просмотреть все категории
-
Полупроводниковые приборы
-
-
- Поставщики
-
Программы
- Energy bank
- Автоматика HVAC
- Горное дело, металлургия и литейное дело
- Двигатели и трансформаторы
- Измерение и регулирование температуры
- Измерение и регулирование температуры
- Индукционный нагрев
- Индустриальная автоматизация
- Источники питания (ИБП) и выпрямительные системы
- Компоненты для потенциально взрывоопасных сред (EX)
- Машины для сушки и обработки древесины
- Машины для термоформования пластмасс
- Оборудование для распределительных, контрольных и телекоммуникационных шкафов
- Печать
- Приводы переменного и постоянного тока (инверторы)
- Промышленная автоматика
- Промышленные защитные устройства
- Сварочные аппараты и сварочные аппараты
- Станки с ЧПУ
- Трамвай и ж / д тяга
-
Монтаж
-
-
Montaż urządzeń
- Монтаж шкафов
- Дизайн и сборка шкафов
- Монтаж энергосистем
- Компоненты
-
Машины на заказ
- Автоматизированная индустрия
- Фармацевтическая индустрия
- Целлюлозно-бумажная промышленность
- Пищевая промышленность и напитки
- Горнодобывающая промышленность
- Химическая и нефтехимическая промышленность
- Литейная промышленность
- Деревообработка и деревообрабатывающая промышленность
- Промышленная очистка воды
- Перейти в подкатегорию
- НИОКР, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы
-
Промышленные тестеры
- Тестеры силовых полупроводников
- Тестеры электрооборудования
- Тестеры варисторов и ОПН
- Автомобильный тестер предохранителей
- Qrr тестер для измерения переходных зарядов в тиристорах и силовых диодах
- Тестер ротора выключателей серии FD
- Аудит-тестер устройств защитного отключения
- Тестер калибровки реле
- Тестер визуальных испытаний поршневых штоков газовых рессор
- Сильноточный тиристорный переключатель
- Тестер на разрыв сетки
- Перейти в подкатегорию
- Просмотреть все категории
-
-
-
Индукторы
-
-
Modernizacja induktorów
- Ремонт бывших в употреблении индукторов
- Модернизация индукторов
-
Производство новых индукторов
- Закалка коленчатых валов
- Закалка зубьев ленточной пилы
- Нагрев элементов перед наклеиванием
- Упрочнение дорожек качения подшипников ступиц автомобильных колес
- Упрочнение компонентов трансмиссии привода
- Закалка ступенчатых валов
- Нагрев усадочных швов
- Сканирующая закалка
- Мягкая пайка
- Нагреватели заготовок
- Перейти в подкатегорию
- База знаний
- Просмотреть все категории
-
-
-
Индукционные устройства
-
-
Urządzenia indukcyjne
-
Генераторы для индукционного нагрева
-
Генераторы индукционного нагрева Ambrell
- Генераторы: mощность 500 Вт, частота 150-400 кГц
- Генераторы: мощность 1,2 - 2,4 кВт, частота 150 - 400 кГц
- Генераторы: mощность 4,2 - 10 кВт, частота 150 - 400 кГц
- Генераторы: mощность 10-15 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 30-45 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 65-135 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 180-270 кВт, частота 50-150 кГц
- Генераторы: mощность 20-35-50 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 75-150 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 200-500 кВт, частота 15-45 кГц
- Генераторы: mощность 20-50 кВт, частота 5-15 кГц
- Перейти в подкатегорию
- Генераторы индукционного нагрева Denki Kogyo
-
Генераторы индукционного нагрева JKZ
- Генераторы серии CX, частота: 50-120 кГц, мощность: 5-25 кВт
- Генераторы серии SWS, частота: 15-30 кГц, мощность: 25-260 кВт
- Генераторы (печи) для штамповки и ковки серии MFS, частота: 0,5-10кГц, мощность: 80-500кВт.
- Плавильные печи MFS, частота: 0,5-10 кГц, мощность: 70-200 кВт
- Генераторы серии UHT, частота: 200-400кГц, мощность: 10-160кВт
- Перейти в подкатегорию
- Генераторы ламп для индукционного нагрева
- Генераторы индукционного нагрева Himmelwerk
- Перейти в подкатегорию
-
Генераторы индукционного нагрева Ambrell
- Ремонт и модернизация
- Периферийные устройства
-
Приложения
- Медицинские приложения
- Приложения для автомобильной промышленности
- Мягкая пайка
- Пайка
- Пайка алюминия
- Пайка магнитных инструментов из нержавеющей стали
- Прецизионная пайка
- Пайка в защитной атмосфере
- Пайка латунных и стальных теплоотводящих колпачков
- Пайка спеченных карбидов
- Пайка медного наконечника и проволоки
- Перейти в подкатегорию
- База знаний
- Просмотреть все категории
-
Генераторы для индукционного нагрева
-
-
-
Услуга
-
-
asd
- Сервис промышленных водоохладителей и кондиционеров
- Ремонт и модернизация машин
- Ремонт и обслуживание силовой электроники, электроники и устройств промышленной автоматики
- Источники питания высокого напряжения для электрофильтров
- Промышленные принтеры и этикеточные машины
- Certyfikaty / uprawnienia
- Просмотреть все категории
-
-
- Контакт
- Zobacz wszystkie kategorie
Parallel Operation: Influence of Power Module Parameters
Parallel Operation: Influence of Power Module Parameters
The challenge of IGBT module paralleling is to understand the necessary de-rating of power converters under consideration of different module parameters. This understanding is important for proper module parallel operation inside the thermal and safe operation limits. This article describes the methodology of how to analyze the influence of module parameters on current sharing and switching energy imbalance for parallel operation of power modules.
By N. Soltau, E. Wiesner, Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen, Germany Y. Ando, J. Sakai, K. Hatori, Mitsubishi Electric Corporation, Fukuoka, Japan
Introduction
The current imbalance during module operation can be caused both by the characteristics of the paralleled power modules, such as the different forward voltage and by the design of the power converter itself. The interface of power modules, such as power connection on DC and AC side, the design of gate driver, and the gate driver connection to the power modules, have an influence on static and dynamic current imbalance of modules connected in parallel. An overview of the various factors that influence the performance of the power modules connected in parallel is shown in figure 1.
In the chapters below, the focus is on the analysis of the IGBT and diode characteristics with regard to current imbalance in parallelconnected power modules. For the following analysis, uniform cooling conditions are considered.
Figure 1: Factors affecting the performance of power modules connected in parallel
Evaluation Setup and Test Sample
Each rolling stock manufacturer has its own unique converter design, so it would be difficult for semiconductor manufacturers to make representative power module analysis without standardized test setup. This difficulty was discussed in Horizon 2020 Project “Shift2Rail” [2]. The project members agreed to define a standardized interface between semiconductor supplier and power converter manufacturer to discuss de-rating for power modules. The reference setup is shown in figure 2. One of the goals for reference setup is to reduce the influence of external components on the current imbalance of parallel connected power modules as much as possible.
Figure 2: Reference test setup for paralleling evaluation
On the DC side, each power module has an individual DClink capacitor; the AC power connection is made via a wide busbar with a central load connection under the modules. Only one central gate driver is used in combination with a low-inductive interface board to control the paralleled modules.
The reference test setup was chosen for investigation of module parallel connection in the following chapters. CM450DA-66X module in the LV100 package is a representative X-Series power module that was selected as device under test for performing the evaluation and analysis. The X-Series line-up with silicon chipset and aluminum base plate is shown in table 1. These power modules feature the latest X-Series 7th Gen. cutting edge chip set with CSTBT™(III) trench IGBT and RFC diode. Both IGBT and diode chips have a positive temperature coefficient for forward voltage over a wide current range. This feature is beneficial for thermal balancing between the parallel connected modules during operation if the temperature is not evenly distributed across the heatsink. The NTC temperature sensor, which is integrated into the module, allows the monitoring of case temperature for each individual parallel connected module.
Table 1: LV/HV100 X-Series line-up
In addition, the dual-power modules of the X-series use a new innovative aluminum base plate with integrated AlN ceramic insulation, the so-called MCB (Metal Casting direct Bonding) baseplate. The new baseplate structure has a significantly smaller junction to case thermal resistance compared to conventional structure, which allows output-power increase or reduction of the operating junction temperature. In addition, Mitsubishi Electric’s X-Series power modules offer features for demanding railway application such as high CTI value of housing material, partial discharge measurement, high quality control and traceability.
Correlation of Power-Module Parameters and Parallel-Switching Waveforms
To investigate the impact of different IGBT power module parameters on the current sharing, parallel connections of ten different pairs of power modules have been measured. Afterwards, linear regression analysis is performed to correlate characteristics of switching waveforms and power-module parameters. Please find more information in [3].
The devices under test are 3.3 kV / 450 A (CM450DA-66X) power modules in the LV100 package. These devices show a natural distribution in their electrical parameters. Hence, collector-emitter saturation voltage ranges from 2.61 V to 2.81 V, gate-emitter threshold voltage ranges from 6.56 V to 7.70 V, and diode forward voltage ranges from 2.20 V to 2.45 V. The ten pairs have been analyzed in terms of their switching characteristics during turn-on, turn-off and reverse recovery.
Turn-Off Switching Analysis
Figure 3 shows two exemplary turn-off measurement results. When IGBT device parameters are similar, nice current sharing can be achieved. On the contrary, in case of different power module parameters, the load current unequally shares between power modules.
With linear regression analysis of the ten pairs, the correlation between IGBT power module parameters and switching characteristics is determined. It is found that the difference in steady state current ΔIC correlates with the difference in collector-emitter voltage only. Other power module parameters are found to be insignificant (determination coefficient < 95%). Linear regression analysis leads the following relationship for the current imbalance. Please refer to [3] for further details.
Turn-On Switching Analysis
Figure 4 shows turn-on switching waveforms with two power modules connected in parallel. If power module parameters are similar, the current will share equally between both power modules. However, when power modules are different, unequal current sharing between power modules is to be expected.
It is found that current sharing correlates with gate-emitter threshold voltage difference ΔVGE(th) and difference in forward voltage of the complementary free-wheel diodes ΔVEC. Linear regression analysis leads the following relationship for the current imbalance. Please refer to [3] for further details.
Figure 3: Exemplary turn-off waveforms (green: VGE 10V/div, blue: IC1 150A/div, yellow: IC2 150A/div, red: VCE 500V/div, 2.0 us/div)
Figure 4: Exemplary turn-on waveforms (green: VGE 10V/div, blue: IC1 300A/div, yellow: IC2 300A/div, red: VCE 500V/div, 2.0 us/div)
Figure 5: Exemplary reverse-recovery waveforms (blue: IC1 300A/div, yellow: IC2 300A/div, red: VCE 500V/div, 2.0 us/div)
Diode Reverse-Recovery Switching
Exemplary switching results of diode reverse recovery are shown in figure 5. Again, the current shares equally between two power modules if the power-module parameters are different, differences in the static current and in the peak reverse recovery current becomes visible.
Linear regression analysis shows that the static current sharing correlates solely on difference of diode forward voltage ΔVEC. Other power-module parameters are found to be insignificant. The following relationship for the current imbalance is found. Please refer to [3] for further details.
De-rating Calculation up to Six-Times Paralleling
Based on derating factors for currents and energies, that were derived in previous chapter, the required derating in case of parallel connection of more than two modules can be defined. For this, it will be assumed that one of the paralleled modules has a minimum characteristic (resulting in maximum switching energy or current) while all other modules have the maximum characteristics (leading to minimum switching energy or current). By using the following equation, the derating ratio for the collector current for more than two parallel connected modules can be calculated as an example.
Figure 6: Collector current derating ratio versus forward voltage difference
Figure 7: Switching waveforms for 6-times parallel connection (conditions: VCC = 1800V, IC = 2700A (450A per device), Tj = 150°C, VGE = +15V / -9V, RG(on) = 2.7Ω, RG(off) = 62Ω, CGE = 33nF)
The parameter n is the number of parallel connected modules. The parameter x is the identified imbalance ratio from the measurement of two parallel connected modules (for example (ΔIC/ICavg according to (1) and (2) or (ΔIE/IEavg according to (3)). As a result, the de-rating dependency on the grouping parameter can be defined as shown in figure 6. The figure already illustrates that confidence intervals, as determined by the regression analysis, become also very helpful regarding the derating ratio of multiple power modules.
The previous analysis shows that if small parameter variation is guaranteed, a small derating ratio and good current sharing is achievable. This is demonstrated by figure 7. It shows switching type test results of a 6-times parallel connection. The current homogenously shares among the six power modules which leads to good balance of losses and optimal utilization of available chip area.
Conclusion
This article explains a methodology to investigate the influence of power-module parameters on the switching characteristics of a parallel connection. For each switching type, IGBT turn-off, turn-on and diode reverse recovery, the influence of the different device parameters is investigated. Considering only the significant parameters, a model is provided to calculate differences in switching characteristics on arbitrary device parameters. It is shown how the results are transferred to parallel connection with more than two devices. Finally, homogeneous current sharing between six devices in a parallel connection is confirmed. The switching waveforms proof that with welldesigned converter layout and well-paired LV100 modules ideal current sharing is achieved.
References
[1] T. Wiik, „D1.2, New generation power semiconductor, Common specification for traction and market analysis, technology roadmap, and value cost prediction,“ Roll2Rail , H2020 - 636032, 2016.
[2] A. Nagel, J. Weigel, et. al., „Paralleling reference setup,“ Shift2Rail, Pinta, H2020 - 730668, 2019.
[3] Y. Ando, J. Sakai, K. Hatori, N. Soltau and E. Wiesner, “Influence of IGBT and Diode Parameters on the Current Sharing and Switching-Waveform Characteristics of Parallel-Connected Power Modules,” 2022 24th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’22 ECCE Europe), 2022, pp. 1-11.
Оставить комментарий