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Community Translations - How to derive custom SOA diagrams for power switches? – KBA234645

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Dear Supporter

I want to translate the following KBA. Please confirm to my work.

How to derive custom SOA diagrams for power switches? – KBA234645

Regards,

Nino

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Dear Mohammed

The following shows the translation version for targeted KBA.

Please confirm and double check.

Regards,

Nino

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

電源スイッチのカスタムSOAダイアグラムはどのように導き出しますか? - KBA234645

 

Version: **

 

パワーデバイスの安全な動作領域(SOA)は、デバイスの安全動作が保証される動作条件を記述したものです。これは、図の線で示されている動作条件を超える事が、デバイスが故障する可能性がある事を意味します。

 

SOAダイアグラムの基本的および高度な理解については、Linear Mode Operation and Safe Operating Diagram of Power-MOSFETs アプリケーションノートを参照してください。

 

keni_4440091_6-1645079969042.png

 

このKBAは、データシートに記載されている条件とは違う条件のSOAダイアグラムを必要とするユーザーを対象としています。この記事は、5つの異なる制限(色で示している)について述べています。したがって、内容を理解するには、これらを理解することが求められます。

 

最初の手順として、デバイスのデータシートから過渡状態の熱インピーダンスダイアグラムと同様に目的のデバイスのSOAダイアグラムを入手します。このデモでは、例としてThinPAK 5x6 パッケージのIPLK60R360PFD7 600-V CoolMOS™ PFD7 スーパージャンクションMOSFET が使用されています。

keni_4440091_7-1645079997632.png

 

ダイアグラムから値を抽出するには、選択したソフトウェアを使用する必要があります。手動でデータポイントを抽出すると、エラーが発生する可能性があるのでお勧めしません。

 

  1. 異なるパルス時間のディレーティング

 

上のダイアグラムは、異なるパルス時間でのSOA曲線のディレーティングの結果例です。

 

これのために、ポイントAからDまでの曲線を計算しています。62.5-usパルス時間は、以下の例で使用されています。

 

1.1  RDSON制限ライン

RDSON制限ラインオフセットおよび角度は、その長さ以外のすべての条件で同じです。したがって:

 

ポイントA: 1V/1.2A

 

1.2  パッケージ制限ライン

この例では、電力制限はパッケージ制限より大きいため、パッケージ制限ラインはありません。パッケージ制限ラインが存在する場合、オリジナルのSOAと同じ方法で、デバイスの最大電流定格で線を正しく描きます。線の長さは、次のセクションで計算されるポイントBで設定されます。

 

1.3  最大電力制限

ポイントBは、デバイスのTjmaxで制限される最大電力で設定されます。最大電力は、パルス幅によって変化します。これはパルス幅で増加するデバイスのZth(熱インピーダンス)に依るものです

 

最大過渡熱インピーダンスダイアグラムからZthを抽出できます。抽出中にエラーを最小限にするために、選択するツールを使用する必要がある事に注意してください。

 

62.5 usのパルス長の場合、Zthが0.23°C/Wであることを確認できます。これを使用して、以下により消費できる最大電力を計算できます:

keni_4440091_8-1645080099534.png

 

ここで、以下の式を満たすRdson制限ラインの点を選択します:

 

keni_4440091_9-1645080134769.png

この例では、Pは304 Wと等しく、その結果、次のようになります:

 

Point B: 19.3 V/15.77 A

 

SOAダイアグラムを見直すと、パルス時間に関わらず、ポイントCは同じ電流点で与えられることに注意してください。これは、ポイントBと同じ式を使用できるため、ディレーティングに役立ちます。

 

消費した電力は同じになります; すでに電流は分かっています(例えば3.5 A)。304 Wを3.5 Aで割ると、ポイントCを得られます。

 

Point C: 87 V/3.5 A

 

1.4  熱安定限度

熱安定ラインは、2次ブレークダウン現象によって定義されます。このラインは、使用している技術によって異なり、経験的に導き出す必要があります。

 

ディレーティングについては、ラインの傾きを目安にして、ポイントDを得ることができます。したがって、ポイントCからポイントDの終端までの、この制限ラインに平行線を作成します。

 

デバイスの最大定格ブロッキング電圧であるポイントDのx座標と同様に、ポイントCのx座標およびy座標がすでにあります。ダイアグラムが対数目盛であるため、以下を使用して一番近い制限ラインの傾きを得ます:

 

keni_4440091_10-1645080276735.png

 

傾きから、以下のようにldを計算します:

 

keni_4440091_11-1645080299691.png

この例では、参考として100-usラインを取ります。このように、Vc = 62 V, Ic = 3.72 A, Vd = 600 V, Id = 0.033 A.

 

結果の傾きは、α = –2.07です。これにより、ポイントD座標の結果は以下のようになります:

 

Point D : 600V/0.064A

 

結論として、カスタムパルス時間のSOAダイアグラムラインをディレーティングできます。

 

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Tags:  coolgan  coolmos  coolsic  mosfet  optimos  power  soa  StrongIRFET  Add tags

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Hi Nino-san,

Confirm to work on this KBA.

Thanks,
Mohammed

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Dear Mohammed

The following shows the translation version for targeted KBA.

Please confirm and double check.

Regards,

Nino

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電源スイッチのカスタムSOAダイアグラムはどのように導き出しますか? - KBA234645

 

Version: **

 

パワーデバイスの安全な動作領域(SOA)は、デバイスの安全動作が保証される動作条件を記述したものです。これは、図の線で示されている動作条件を超える事が、デバイスが故障する可能性がある事を意味します。

 

SOAダイアグラムの基本的および高度な理解については、Linear Mode Operation and Safe Operating Diagram of Power-MOSFETs アプリケーションノートを参照してください。

 

keni_4440091_6-1645079969042.png

 

このKBAは、データシートに記載されている条件とは違う条件のSOAダイアグラムを必要とするユーザーを対象としています。この記事は、5つの異なる制限(色で示している)について述べています。したがって、内容を理解するには、これらを理解することが求められます。

 

最初の手順として、デバイスのデータシートから過渡状態の熱インピーダンスダイアグラムと同様に目的のデバイスのSOAダイアグラムを入手します。このデモでは、例としてThinPAK 5x6 パッケージのIPLK60R360PFD7 600-V CoolMOS™ PFD7 スーパージャンクションMOSFET が使用されています。

keni_4440091_7-1645079997632.png

 

ダイアグラムから値を抽出するには、選択したソフトウェアを使用する必要があります。手動でデータポイントを抽出すると、エラーが発生する可能性があるのでお勧めしません。

 

  1. 異なるパルス時間のディレーティング

 

上のダイアグラムは、異なるパルス時間でのSOA曲線のディレーティングの結果例です。

 

これのために、ポイントAからDまでの曲線を計算しています。62.5-usパルス時間は、以下の例で使用されています。

 

1.1  RDSON制限ライン

RDSON制限ラインオフセットおよび角度は、その長さ以外のすべての条件で同じです。したがって:

 

ポイントA: 1V/1.2A

 

1.2  パッケージ制限ライン

この例では、電力制限はパッケージ制限より大きいため、パッケージ制限ラインはありません。パッケージ制限ラインが存在する場合、オリジナルのSOAと同じ方法で、デバイスの最大電流定格で線を正しく描きます。線の長さは、次のセクションで計算されるポイントBで設定されます。

 

1.3  最大電力制限

ポイントBは、デバイスのTjmaxで制限される最大電力で設定されます。最大電力は、パルス幅によって変化します。これはパルス幅で増加するデバイスのZth(熱インピーダンス)に依るものです

 

最大過渡熱インピーダンスダイアグラムからZthを抽出できます。抽出中にエラーを最小限にするために、選択するツールを使用する必要がある事に注意してください。

 

62.5 usのパルス長の場合、Zthが0.23°C/Wであることを確認できます。これを使用して、以下により消費できる最大電力を計算できます:

keni_4440091_8-1645080099534.png

 

ここで、以下の式を満たすRdson制限ラインの点を選択します:

 

keni_4440091_9-1645080134769.png

この例では、Pは304 Wと等しく、その結果、次のようになります:

 

Point B: 19.3 V/15.77 A

 

SOAダイアグラムを見直すと、パルス時間に関わらず、ポイントCは同じ電流点で与えられることに注意してください。これは、ポイントBと同じ式を使用できるため、ディレーティングに役立ちます。

 

消費した電力は同じになります; すでに電流は分かっています(例えば3.5 A)。304 Wを3.5 Aで割ると、ポイントCを得られます。

 

Point C: 87 V/3.5 A

 

1.4  熱安定限度

熱安定ラインは、2次ブレークダウン現象によって定義されます。このラインは、使用している技術によって異なり、経験的に導き出す必要があります。

 

ディレーティングについては、ラインの傾きを目安にして、ポイントDを得ることができます。したがって、ポイントCからポイントDの終端までの、この制限ラインに平行線を作成します。

 

デバイスの最大定格ブロッキング電圧であるポイントDのx座標と同様に、ポイントCのx座標およびy座標がすでにあります。ダイアグラムが対数目盛であるため、以下を使用して一番近い制限ラインの傾きを得ます:

 

keni_4440091_10-1645080276735.png

 

傾きから、以下のようにldを計算します:

 

keni_4440091_11-1645080299691.png

この例では、参考として100-usラインを取ります。このように、Vc = 62 V, Ic = 3.72 A, Vd = 600 V, Id = 0.033 A.

 

結果の傾きは、α = –2.07です。これにより、ポイントD座標の結果は以下のようになります:

 

Point D : 600V/0.064A

 

結論として、カスタムパルス時間のSOAダイアグラムラインをディレーティングできます。

 

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Tags:  coolgan  coolmos  coolsic  mosfet  optimos  power  soa  StrongIRFET  Add tags

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Hi Nino-san,

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Thank you for your contribution.

Thanks,
Mohammed

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