Community Translation - IGBTs: Loss calculation in an SPWM voltage source converter topology based on Infineon IGBT FF1200R12IE5P – KBA236569

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Hi Bindu-san,

Thank you for your confirmation

I have translated KBA236569 to Japanese.

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 Original KBA: KBA236569

 タイトル: IGBT: Infineon IGBT FF1200R12IE5P に基づく SPWM 電圧源コンバータ トポロジでの損失計算 – KBA236569

ヴァージョン: **

 : この記事と併せて、次の記事も参照してください。

 1.KBA236566: 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)の損失計算と、SPWM 電圧源コンバータ

  のジャンクション温度推定について説明します。

2.KBA236568: SPWM 電圧源コンバーターの IGBT 損失を計算する簡単な方法について説明

  します。

この記事では、Infineon IGBT FF1200R12IE5Pを損失計算の対象としています。 ワーストケースの損失計算は、最大負荷および 125°C のジャンクション温度で行われます。 表1に示す設計パラメーターを使用して、500kVA SPWM 電圧源インバーターを検討します。

 1 インバーターのパラメーター

MS_19060803_0-1675123529634.png

全負荷 RMS ライン電流は

  MS_19060803_7-1675123588346.png

可能な最大変調指数(m)は次のとおりです。

  MS_19060803_8-1675123632374.png

伝導損失とスイッチング損失を計算するには、まず IGBT とダイオードの平均電流とRMS電流を導き出す必要があります。

 KBA236568の式8から、IGBTの平均電流は次のようになります。

  MS_19060803_9-1675123685060.png

KBA236568の式9から、IGBT RMS電流は次のようになります。

   MS_19060803_10-1675123718973.png

同様に、

KBA236568の式11から、ダイオードの平均電流は次のようになります。 

  MS_19060803_11-1675123752727.png

KBA236568の式12から、ダイオードのRMS電流は次のようになります。  

  MS_19060803_12-1675123809535.png

MS_19060803_13-1675123864756.png

1 IGBT出力特性

MS_19060803_14-1675123961137.png

2 IGBTのスイッチングエネルギー損失

125°CでのIGBTRg,on=Rg,off=0.82Ω、FF1200R12IE5P (図1および2)

2 IGBT パラメータ

MS_19060803_15-1675124023325.png

オン抵抗RTとしきい値電圧VCE0は、図1に示すように IGBTの出力特性から電流実効値を中心に決定されます。

ターンオンエネルギー損失(EOn)とターンオフエネルギー損失(EOff)は、図2に示すように、IGBTスイッチング損失エネルギー曲線から平均電流で推定されます。

 同様に、

RDVD0は、それぞれ図3図4に示すように、ダイオード平均電流でのダイオードRMS電流と回復エネルギー(Erec)の周りで決定されます。

MS_19060803_16-1675124073881.png

3 ダイオード出力特性

MS_19060803_17-1675124126910.png

4 ダイオードの逆回復エネルギー

125°Cでのダイオード、Rg=0.82Ω (図3および図4)

3 ダイオード パラメータ

MS_19060803_18-1675124155241.png

KBA236568の式7から、IGBTの伝導損失は次のようになります。

  MS_19060803_23-1675124387127.png

KBA236568の式16から、IGBTのスイッチング損失は次のようになります。

  MS_19060803_24-1675124508421.png

同様に、ダイオードの場合:

KBA236568の式10から、ダイオードの伝導損失は次のようになります。

  MS_19060803_25-1675124590486.png

KBA236568の式17から、ダイオードの逆回復損失は

  MS_19060803_26-1675124642973.png

4 SPWM VSI のスイッチごとに計算された損失

MS_19060803_27-1675124678588.png

IGBTのターンオン、ターンオフ損失、導通損失、逆並列ダイオードの逆回復エネルギー、および導通損失は、表4に示すように計算できます。それ以外にも、例えば、IGBTスナバ回路の損失、ゲートドライバの損失などの損失があります。

伝導損失は、コンバータの動作周波数とは無関係です。ただし、スイッチング損失は周波数に直線的に依存します。

5 スイッチング損失対周波数

MS_19060803_28-1675124717681.png

高電力アプリケーションでは、低から中程度のスイッチング周波数を使用してください。高出力アプリケーションでは、大幅にエネルギーを節約できます。さらに、低di/dtおよびdV/dtにより、IGBTを簡単に直列または並列に接続して電力容量を増やすことができます。 低di/dtdV/dtは、単純な誘導回路設計にもつながります。THDは高くなりますが、大容量フィルターを使用することで軽減できます。

単相モジュール 1 個の総損失は

  MS_19060803_32-1675124787468.png

三相インバータの総損失は

  MS_19060803_33-1675124872141.png

ジャンクション温度の上昇は

  MS_19060803_34-1675124907030.png

: 正確な損失は、システムパラメータの変動に基づいて常に異なります。

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Hi Morita san,

Confirm to work on this KBA.

Thanks,
Bindu

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Hi Bindu-san,

Thank you for your confirmation

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 Original KBA: KBA236569

 タイトル: IGBT: Infineon IGBT FF1200R12IE5P に基づく SPWM 電圧源コンバータ トポロジでの損失計算 – KBA236569

ヴァージョン: **

 : この記事と併せて、次の記事も参照してください。

 1.KBA236566: 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)の損失計算と、SPWM 電圧源コンバータ

  のジャンクション温度推定について説明します。

2.KBA236568: SPWM 電圧源コンバーターの IGBT 損失を計算する簡単な方法について説明

  します。

この記事では、Infineon IGBT FF1200R12IE5Pを損失計算の対象としています。 ワーストケースの損失計算は、最大負荷および 125°C のジャンクション温度で行われます。 表1に示す設計パラメーターを使用して、500kVA SPWM 電圧源インバーターを検討します。

 1 インバーターのパラメーター

MS_19060803_0-1675123529634.png

全負荷 RMS ライン電流は

  MS_19060803_7-1675123588346.png

可能な最大変調指数(m)は次のとおりです。

  MS_19060803_8-1675123632374.png

伝導損失とスイッチング損失を計算するには、まず IGBT とダイオードの平均電流とRMS電流を導き出す必要があります。

 KBA236568の式8から、IGBTの平均電流は次のようになります。

  MS_19060803_9-1675123685060.png

KBA236568の式9から、IGBT RMS電流は次のようになります。

   MS_19060803_10-1675123718973.png

同様に、

KBA236568の式11から、ダイオードの平均電流は次のようになります。 

  MS_19060803_11-1675123752727.png

KBA236568の式12から、ダイオードのRMS電流は次のようになります。  

  MS_19060803_12-1675123809535.png

MS_19060803_13-1675123864756.png

1 IGBT出力特性

MS_19060803_14-1675123961137.png

2 IGBTのスイッチングエネルギー損失

125°CでのIGBTRg,on=Rg,off=0.82Ω、FF1200R12IE5P (図1および2)

2 IGBT パラメータ

MS_19060803_15-1675124023325.png

オン抵抗RTとしきい値電圧VCE0は、図1に示すように IGBTの出力特性から電流実効値を中心に決定されます。

ターンオンエネルギー損失(EOn)とターンオフエネルギー損失(EOff)は、図2に示すように、IGBTスイッチング損失エネルギー曲線から平均電流で推定されます。

 同様に、

RDVD0は、それぞれ図3図4に示すように、ダイオード平均電流でのダイオードRMS電流と回復エネルギー(Erec)の周りで決定されます。

MS_19060803_16-1675124073881.png

3 ダイオード出力特性

MS_19060803_17-1675124126910.png

4 ダイオードの逆回復エネルギー

125°Cでのダイオード、Rg=0.82Ω (図3および図4)

3 ダイオード パラメータ

MS_19060803_18-1675124155241.png

KBA236568の式7から、IGBTの伝導損失は次のようになります。

  MS_19060803_23-1675124387127.png

KBA236568の式16から、IGBTのスイッチング損失は次のようになります。

  MS_19060803_24-1675124508421.png

同様に、ダイオードの場合:

KBA236568の式10から、ダイオードの伝導損失は次のようになります。

  MS_19060803_25-1675124590486.png

KBA236568の式17から、ダイオードの逆回復損失は

  MS_19060803_26-1675124642973.png

4 SPWM VSI のスイッチごとに計算された損失

MS_19060803_27-1675124678588.png

IGBTのターンオン、ターンオフ損失、導通損失、逆並列ダイオードの逆回復エネルギー、および導通損失は、表4に示すように計算できます。それ以外にも、例えば、IGBTスナバ回路の損失、ゲートドライバの損失などの損失があります。

伝導損失は、コンバータの動作周波数とは無関係です。ただし、スイッチング損失は周波数に直線的に依存します。

5 スイッチング損失対周波数

MS_19060803_28-1675124717681.png

高電力アプリケーションでは、低から中程度のスイッチング周波数を使用してください。高出力アプリケーションでは、大幅にエネルギーを節約できます。さらに、低di/dtおよびdV/dtにより、IGBTを簡単に直列または並列に接続して電力容量を増やすことができます。 低di/dtdV/dtは、単純な誘導回路設計にもつながります。THDは高くなりますが、大容量フィルターを使用することで軽減できます。

単相モジュール 1 個の総損失は

  MS_19060803_32-1675124787468.png

三相インバータの総損失は

  MS_19060803_33-1675124872141.png

ジャンクション温度の上昇は

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: 正確な損失は、システムパラメータの変動に基づいて常に異なります。

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Hi,  Morita san,

 


Confirmed to receive this KBA.

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Thanks,
Bindu