Los estándares y borradores internacionales definen la mayoría de los parámetros especificados para los semiconductores de potencia (IGBT en este caso) y las configuraciones para medirlos. Los datos han sido ordenados y anotados de acuerdo con el propósito de proporcionar un enfoque sistemático para la aplicación y las pruebas.
Principios de caracterización de aplicaciones
Durante la etapa de diseño de un transductor se suelen realizar los cálculos de Buri o Kolar et al., y las simulaciones de Ferrieux et al. o Scheible. Se basan en topologías de convertidores, métodos de control, condiciones de funcionamiento y datos de semiconductores específicos que determinan la tensión de los semiconductores de potencia. Estos datos suelen constar de valores mínimos y máximos que definen límites y valores típicos que aportan información adicional. El área de operación segura para la operación normal generalmente está limitada por parámetros como el voltaje de ruptura o la temperatura máxima de la unión debido a la disipación de energía, como:
Pvi son las pérdidas por conducción, bloqueo, encendido y apagado, respectivamente. Los consideraremos más adelante en la siguiente sección. El cálculo de la ecuación anterior utilizando el valor de estado estacionario R(thJA) se puede reemplazar considerando los valores de la capacidad calorífica C(thi) y la resistencia (Rthi) o la red de curvas correspondiente.
Prueba dinámica de propósito general
En la Figura 1 se muestra un probador esquemático para pruebas dinámicas de propósito general. El dispositivo bajo prueba a la derecha (el esquema muestra un módulo en configuración de tramo de fase que consta de T1, D1, T2 y D2) está controlado por dos controladores de compuerta Tr1. y Tr2. Está conectado a los circuitos intermedios L+ y L-. Una carga óhmica o inductiva se conecta al potencial positivo o negativo de este último mediante un interruptor S1 o S2. Esto depende del transistor o combinación de diodo/transistor que esté probando (T2 y D1 o T1 y D2). El interruptor TT aísla la mayor parte de la capacitancia del búfer en el circuito intermedio C1 >> C2 en caso de que falle el dispositivo bajo prueba. El control del probador está basado en computadora. El voltaje y la corriente se controlan durante la secuencia de prueba, después de lo cual una computadora analiza las formas de onda.
prueba de cortocircuito
Se ha creado un comprobador de cortocircuito muy robusto según la Figura 2. Ese control renuncia a la retroalimentación. El deterioro de la medición debido al interruptor en serie como T_{T} en la figura 1 y el posible deterioro de este interruptor se limitan simplemente a la energía almacenada en el capacitor C_{1} o C_{2} dispositivo bajo prueba T_. Evitado. {1} o T_ {2} conectados respectivamente:
C es la capacitancia, Imax es la corriente de cortocircuito máxima que se espera que pase a través del dispositivo, Tshort,max es la duración máxima de cortocircuito utilizada y ΔUmax es la caída de voltaje máxima permitida durante la duración del cortocircuito. El diseño mecánico de la sección de potencia que utiliza placas de cobre proporciona una baja inductancia, por lo que las condiciones de prueba se corresponden estrechamente con las de los convertidores en los que los dispositivos semiconductores de potencia están diseñados para operar.
Semiconductores de potencia de conmutación rápida Se presenta un enfoque para la caracterización de semiconductores de potencia de conmutación rápida y dispositivos semiconductores de potencia, incluidos varios tipos de interruptores. Se derivó el uso de datos característicos para el cálculo y la simulación del convertidor. Se señaló alguna interferencia y se dio una ecuación. Con ellos, puede obtener parámetros específicos de la aplicación a partir de la caracterización general. Además, se han derivado varios métodos de prueba. Se explica su uso. Se presenta un probador desarrollado recientemente para implementar el método de prueba. Se han señalado las ventajas y limitaciones de los diferentes conceptos de probador, y el tipo de probador debe elegirse de acuerdo con las mediciones que se van a realizar. Los resultados de las pruebas obtenidos con algunos probadores demuestran su principio de funcionamiento y comportamiento.
Así, este artículo muestra que el tema de las pruebas se acopla con el de los convertidores computacionales y de simulación a través de la caracterización universal.