- Tổng tổn hao công suất:
5.4.2.2Tính toán dòng điện của drive IGBT (hay dòng điện đƣa vào để ích đóng hay ích tắt IGBT:
CHƢƠNG V: THỰC NGHIỆM VỀ MÁY HÀN 5 1 Tín hiệu đo đạc từ thực tế:
5.4.2.2Tính toán dòng điện của drive IGBT (hay dòng điện đƣa vào để ích đóng hay ích tắt IGBT:
hay ích tắt IGBT:
Theo tài liệu tham khảo và data sheet của IGBT thì mỗi IGBT đều mang các tụ ký sinh. Các giá tr của tụ ký sinh gây ra việc ảnh hƣởng rất lớn đến dòng điện ngõ vào của các cổng IGBT hay còn gọi là dòng điện của mạch lái. Xem xét sơ tƣơng đƣơng của dòng điện ngõ vào kích đóng hay kích tắt của IGBT theo hình 5.2.3 và hình 5.2.4 sau :
Trong đó :
CGC : là tụ ký sinh giữa cực cổng và collector CGE : là tụ ký sinh giữa cực cổng và emitter
Hình 5.5 Phân bố tụ ký sinh trong IGBT
92
Xem xét quá trình kích đóng “on” và quá trình kích “off” khi mạch lái tác động vào cổng của IGBT theo hình 7.5a và hình 7.5b nhƣ sau:
Hình 5.7a) Khi IGBT “on”
Hình 5.7b) Khi IGBT “off”
Các giá tr RG(on) và RG(off) đều ảnh hƣởng đáng kể đến quá trình đóng cắt của IGBT theo nhƣ hình 4.2.5a và hình 4.2.5b. ể đơn giản cho việc tính toán ta có thể tạm xem RG(on) = RG(off) = RG , trên thực tế các mạch lái đều dùng chung một điện trở cổng.
Xem xét đồ th sau :
93
Hình 5.9b) Ảnh hưởng của RG trong quá trình k1ch “off” của IGBT
Từ hai đồ th trên ta nhận thấy rằng, tốc độ tăng hoặc giảm của dòng colector diC/dt đều phụ thuộc vào giá tr của điện trở RG .
Xem xét bảng ảnh hƣởng của RG với các thông số của IGBT.
trong đó :
ton : là thời gian “on” của IGBT toff : là thời gian “off” của IGBT
Eon : Năng lƣợng tổn hao do quá trình “on” Eoff : Năng lƣợng tổn hao do quá trình “off” Turn on peak current : dòng điện đỉnh khi “on”
Turn off peak current diode : dòng điện đỉnh khi “off” của diode dv/dt : tốc độ biến thiên của điện áp
94
Dòng điện đỉnh của cực cổng ảnh hƣởng quan trọng đến quá trình kích “on” và kích“off” (kích đóng và kích ngắt) của IGBT.Nếu dòng điện đỉnh này lớn thì thời gian đóng bão hòa và ngắt bão hòa của IGBT sẽ giảm đồng thời tổn hao công suất của IGBT trong quá trình đóng và ngắt c ng sẽ giảm.Tuy nhiên, khi dòng đỉnh này lớn sẽ gây mất ổn đ nh cho mạch lái và khả năng b nhi u cao.
ể tính toán giá tr dòng đỉnh này theo một số tài liệu hƣớng d n thiết kế drive cho IGBT ta sử dụng công thức sau :
( ) ( ) ( ) (int) G on G off G peak G G V V I R R (5.13)
trong đó: RG(int):là nội trở bên trong cổng IGBT.
ể dòng điện IG đạt giá tr max thì RG phải ở giá tr min. Thông thƣờng giá tr IG(peak)dao động khoảng 2A ~3A. Nếu ta chọn các giá tr VG(on) và VG(off) nhƣ trên VG(on)=15V ; VG(off)= -15V khi đó d dàng xác đ nh đƣợc dòng IG(peak)nếu ta chọn thêm điện trở RG(min): min ) 15 ( 15 max ) ( G peak G R I
Theo tham khảo các drive cho máy hàn khác ta chọn RG(min)= 10 IG(peak)max= 3A Giá tr này có thể chấp nhận đƣợc.
Vậy công suất ngõ ra của mạch lái ở mỗi kênh đƣợc tính lại nhƣ sau:
PGP(out) = 180x10-9x(15-(-15))x20x103 = 0,108W (5.14)