Cálculo de pérdidas por conmutación de diodos

Soy estudiante de ingeniería eléctrica. Estoy en mi último año y estoy haciendo una tesis sobre el cambio suave.

Estoy tratando de comprender el cálculo de las pérdidas de conmutación de diodos. Tengo la impresión de que solo se calculan las pérdidas de apagado (que están relacionadas con la carga de recuperación inversa del diodo). En un libro que tengo, Power Electronics de Mohan, Undeland y Robbins, muestran las formas de onda de voltaje de los diodos de potencia (página 535 si está interesado, no logré subir una imagen). Puede ver claramente que en el encendido, se produce un exceso de voltaje. Durante esta fase, la corriente ya se acumula. ¿Cómo se calcula esta pérdida de encendido? Realmente no puedo encontrarlo en las hojas de datos de diodos donde solo mencionan los parámetros para calcular las pérdidas de recuperación inversa.

Entonces, ¿alguien podría explicarme cómo se pueden calcular las pérdidas de encendido a partir de la hoja de datos del diodo?

Si es insignificante, ¿alguien podría explicarme por qué?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Muestre un esquema. No está claro a qué te refieres con disparar durante el encendido. Eso no tiene sentido, al menos no sin más contexto. Los diodos generalmente se encienden bastante rápido, pero se ven abiertos, no en cortocircuito, durante ese tiempo.
¿Qué son las pérdidas de conmutación? Las pérdidas de conmutación ocurren porque los interruptores no son ideales. Si los interruptores fueran ideales, no tendría pérdidas de conmutación, ¿verdad? Un diodo es también un interruptor no ideal. ¿Cuál es la diferencia entre un diodo ideal y un diodo práctico? Cuando está apagado: no mucho. Cuando está encendido o en una transición entre encendido y apagado: la corriente fluye a través del diodo y se produce una caída de tensión. Potencia = voltaje x corriente, así que ahí está su pérdida. Si integra estas pérdidas de energía a lo largo del tiempo, conocerá sus pérdidas de conmutación de diodos.
En general, no puede decir si algo es insignificante o no, ¡lo que podría ser insignificante en su aplicación podría estar limitando el rendimiento en mi aplicación!
Creo que estás hablando de sobreimpulso al encender, no de disparo. De hecho, es un fenómeno que no se observa en los diodos de nivel de señal (según el libro). Puede subir una página a imgur.com y publicar un enlace aquí.
Sí, de hecho, lo siento, cometí un error, ¡quise decir que me excedí! Lo cambiaré en la descripción.
Y también agregué una foto a través de Imgur.
Esta es probablemente una investigación demasiado oscura/reciente para que las personas en este foro sepan mucho sobre ella. Aquí hay un artículo sobre un comportamiento similar pero en diodos de supresión de ESD dx.doi.org/10.1109/TED.2014.2330365 Mire sus referencias... y Google Scholar es su amigo. También se menciona el sobreimpulso del diodo en cds.linear.com/docs/en/application-note/an122f.pdf como causa (consulte las páginas 5 y 6).
Una cosa que es bastante segura es que no puede calcular estas cosas a partir de la mayoría de las hojas de datos de diodos.
Aquí hay otro trabajo académico, quizás un poco más cerca de lo que quieres; estos muchachos trabajan en fuentes pulsadas HV (por lo que al menos los picos que generan son intencionales): realstrannik.com/media/kunena/attachments/422/1509.pdf También tienen problemas con las características directas de los diodos (HV). Como me di cuenta en el pasado, señalan que incluso para los rectificadores de recuperación rápida, no puede encontrar mucho sobre su comportamiento de avance (¿rápido?) De la hoja de datos.

Respuestas (1)

Tendrá dificultades para encontrar una hoja de datos que indique explícitamente la información de encendido. Las pérdidas de conmutación de encendido de un diodo suelen ser bastante pequeñas y, a diferencia de las características de apagado, SOLO afectan al diodo

La razón de esto es que las características de apagado tienen mayores ramificaciones.

La información clave con respecto al apagado es

  1. Tiempo de recuperación inversa t r r
  2. Cargo de recuperación inversa q r r metro
  3. Corriente máxima de recuperación inversa I r r
  4. Tasa máxima de caída de la corriente de recuperación d I r r / d t

El apagado de la característica de DIODO tiene un efecto inmediato en el dispositivo de conmutación asociado (por ejemplo, IGBT). La corriente de recuperación inversa se suma a la corriente de conmutación de encendido del dispositivo asociado y, por lo tanto, ese dispositivo se enciende (el IGBT). La conmutación de 600 A a través de una carga inductiva puede tener fácilmente 50 A de corriente adicional

Sin embargo, esto es el apagado del DIODO y esta información se proporciona en la hoja de datos e igualmente la pregunta se asoció con el encendido

Las características de APAGADO (para portadores minoritarios) están dominadas por la matriz , el paquete, la instalación: resistencia e inductancia. A medida que la corriente aumenta en el d I r r / d t velocidad, se genera un voltaje adicional en el dado. En la práctica, sin embargo, debido a la inductancia parásita de instalación específica de la aplicación, d I r r / d t será más bajo.

Para ESTIMAR las pérdidas de conmutación de APAGADO de un diodo de potencia se requieren tres cosas

  1. Cargo de recuperación inversa
  2. tensión de bloqueo
  3. frecuencia de cambio.

Dependiendo del tamaño del diodo, es posible que se le proporcione o no q R contra d I F / d t gráficos

Si se le proporcionan estos gráficos, el primer paso es determinar el q R para su caso operativo: inductancia externa que limita la d I F / d t y su corriente de funcionamiento.

La potencia de conmutación se puede estimar entonces por

PAG s = q R V r F s

si está interesado en Ws/pulso ( j R ) Esto se puede estimar a través de: j R = V R q R

Como se mencionó: las pérdidas de TurnON no solo son complicadas (debido a la naturaleza compleja de los perros callejeros que interactúan), sino que también son un pequeño contribuyente

Muchas gracias, ya estoy entendiendo mejor. Sé que no está en la pregunta, pero ¿podría proporcionarme una fórmula sobre cómo calcular las pérdidas de APAGADO? En IEEE explore, ya encontré algunos documentos que se ocupan de esto al agregar módulos a sus simulaciones, pero en su mayoría no se proporciona una fórmula simple.
como es eso. Lo siento, no puedo proporcionar un TurnON analítico... depende de muchas cosas. El enfoque habitual que tomo es que hago pérdidas de conmutación en el inversor en el IGBT y el diodo, ya que esto tiene en cuenta la rigidez del DClink y cualquier inductancia parásita.
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