IGBT બંધ થાય ત્યારે માઇક્રોસેકન્ડમાં શું થાય છે?

દર વખતે એકઆઇજીબીટીબંધ થાય છે, ખૂબ જ ઓછા સમયમાં કંઈક હિંસક બને છે.

CRE સ્નબર કેપેસિટર સાથે અને વગર IGBT ટર્ન-ઓફ સ્પાઇક દર્શાવતી વોલ્ટેજ વેવફોર્મ સરખામણી

ઉપકરણમાંથી વહેતો પ્રવાહ વિક્ષેપિત થાય છે. સર્કિટના છૂટાછવાયા ઇન્ડક્ટન્સમાં સંગ્રહિત ઊર્જા ક્યાંય જતી નથી. તે વોલ્ટેજ સ્પાઇક તરીકે મુક્ત થાય છે. જો કંઈપણ તે સ્પાઇકને શોષી ન લે, તો તે IGBT ના રેટેડ વોલ્ટેજ કરતાં વધી શકે છે અને ઉપકરણને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.

આ જ સમસ્યા છે જેને ઉકેલવા માટે સ્નબર કેપેસિટર બનાવવામાં આવે છે. અને તે યોગ્ય રીતે સમજવા યોગ્ય છે, કારણ કે સારા સ્નબર કેપેસિટર અને સામાન્ય કેપેસિટર વચ્ચેનો તફાવત મહિનાઓ કે વર્ષો પછી ઉપકરણની નિષ્ફળતામાં દેખાય છે, પહેલા દિવસે નહીં.

સ્નબર કેપેસિટરનું કામ

A સ્નબર કેપેસિટરસ્વિચિંગ ડિવાઇસની સામે બેસે છે અને તે મુક્ત ઊર્જાને સુરક્ષિત જગ્યાએ લઈ જાય છે.

જ્યારે IGBT બંધ થાય છે, ત્યારે કેપેસિટર ક્ષણિક પ્રવાહને શોષી લે છે અને ઉપકરણ પર વોલ્ટેજ કેટલી ઝડપથી વધે છે (dv/dt) તેને મર્યાદિત કરે છે. તે એક જ કાર્ય એકસાથે ત્રણ કાર્યો કરે છે: તે વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સને દબાવી દે છે, તે સ્વિચિંગ નુકસાન ઘટાડે છે, અને તે અચાનક પ્રવાહ અને વોલ્ટેજ ફેરફારોને સરળ બનાવે છે જે બાકીના સર્કિટ પર ભાર મૂકે છે.

આ સારી રીતે કાર્ય કરે તે માટે, બે વિદ્યુત ગુણધર્મો બીજા બધા કરતાં વધુ મહત્વપૂર્ણ છે: લો ઇક્વિવેલેન્ટ સિરીઝ રેઝિસ્ટન્સ (ESR) અને લો ઇક્વિવેલેન્ટ સિરીઝ ઇન્ડક્ટન્સ (ESL). ઉચ્ચ ESR અથવા ESL કેપેસિટરના પ્રતિભાવને ધીમો પાડે છે અને ઝડપી ક્ષણિકને કેટલી અસરકારક રીતે ક્લેમ્પ કરી શકે છે તે મર્યાદિત કરે છે. આ જ કારણ છે કે મોટાભાગના સ્નબર એપ્લિકેશનો માટે મેટલાઇઝ્ડ પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ પસંદગીની સામગ્રી છે. તે નીચા ESR/ESL ને સ્વ-હીલિંગ ડાઇલેક્ટ્રિક સાથે જોડે છે, તેથી કેપેસિટર વારંવાર વોલ્ટેજ તણાવ પછી પણ વિશ્વસનીય રીતે કાર્ય કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

અંદરએસએમજે-પી: CRE નું પ્લાસ્ટિક બોક્સ IGBT સ્નબર કેપેસિટર

CRE નું SMJ-P એ પ્લાસ્ટિક-બોક્સ સ્નબર કેપેસિટર છે જે IGBT સુરક્ષા માટે બનાવાયેલ છે, જેમાં IGBT મોડ્યુલ પર સીધા ઇન્સ્ટોલેશન માટે ટીન-પ્લેટેડ કોપર ઇન્સર્ટ લીડ્સ છે.

ટીન-પ્લેટેડ કોપર લીડ્સ સાથે CRE SMJ-P પ્લાસ્ટિક બોક્સ IGBT સ્નબર કેપેસિટર

મુખ્ય ટેકનિકલ પરિમાણો:

આ બાંધકામ પોતે વિદ્યુત કામગીરી જેવા જ તર્કની આસપાસ બનેલ છે. પ્લાસ્ટિક કેસ રેઝિનથી સીલ કરેલો છે, જે વિન્ડિંગને ભેજ અને યાંત્રિક તાણથી રક્ષણ આપે છે. અક્ષીય અને રેડિયલ લીડ બંને રૂપરેખાંકનો ઉપલબ્ધ છે, તેથી એક જ કેપેસિટર પરિવાર દર વખતે કસ્ટમ રીડિઝાઇન વિના વિવિધ મોડ્યુલ લેઆઉટ ફિટ કરી શકે છે.

મોટાભાગના લેખો છોડી દે છે તે વિગત: લીડ ભૂમિતિ ક્ષમતા જેટલી જ મહત્વપૂર્ણ છે.

મોટાભાગનાસ્નબર કેપેસિટરવાત ફક્ત "પોલિપ્રોપીલિન ફિલ્મનો ઉપયોગ કરો, તે જાતે જ સાજા થઈ જાય છે" પર અટકે છે. તે સાચું છે, પરંતુ તે એન્જિનિયરિંગની વાર્તાનો માત્ર અડધો ભાગ છે, અને તે અડધો ભાગ ખરેખર નક્કી કરતું નથી કે આપેલ સર્કિટમાં કોઈ ભાગ કામ કરે છે કે નહીં.

બીજો ભાગ લૂપ ઇન્ડક્ટન્સ છે. જો કેપેસિટરનું સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ ઊંચું રહે તો ફક્ત કેપેસિટેન્સ મૂલ્ય જ ઓછા વોલ્ટેજ સ્પાઇકની ગેરંટી આપતું નથી, કારણ કે ટર્મિનલ્સ અને આંતરિક જોડાણો વચ્ચેના લૂપમાં બાકી રહેલું ઇન્ડક્ટન્સ પોતે જ વોલ્ટેજ સ્પાઇક અથવા ક્ષણિક પેદા કરવા માટે જવાબદાર છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, લાંબા, પાતળા લીડ્સ સાથેનો ઉચ્ચ-કેપેસિટેન્સ ભાગ ટૂંકા, પહોળા ટર્મિનલ્સ સાથે નાના ભાગ કરતાં ઓછો પ્રદર્શન કરી શકે છે.

લોંગ-લીડ અને ડાયરેક્ટ-માઉન્ટ સ્નબર કેપેસિટર ટર્મિનલ્સ વચ્ચે લૂપ ઇન્ડક્ટન્સની સરખામણી કરતો ડાયાગ્રામ

આ જ કારણ છે કે માઉન્ટિંગ પદ્ધતિ ડેટાશીટ પર દેખાય છે તેના કરતાં વધુ મહત્વપૂર્ણ છે. પહોળા, સપાટ ટર્મિનલ્સવાળા કેપેસિટર્સ જે સીધા IGBT મોડ્યુલ પર સ્ક્રૂ કરી શકાય છે તે લાંબા લીડ વાયર દ્વારા જોડાયેલા ભાગો કરતાં ઓછા સ્વ-ઇન્ડક્ટન્સ પ્રાપ્ત કરે છે. SMJ-P ના ટીન-પ્લેટેડ કોપર ઇન્સર્ટ લીડ્સ અને અક્ષીય અથવા રેડિયલ ગોઠવણીની પસંદગી બરાબર આ કારણોસર અસ્તિત્વમાં છે: કનેક્શન પાથ ટૂંકો રાખવા અને રેટેડ કેપેસિટેન્સને ખરેખર તે માટે ઉલ્લેખિત dv/dt સુરક્ષા પહોંચાડવા દો.

સ્વ-હીલિંગ ગુણધર્મ હજુ પણ અલગથી મહત્વપૂર્ણ છે. એક ધાતુયુક્ત પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ જે સ્થાનિક ડાઇલેક્ટ્રિક ભંગાણનો અનુભવ કરે છે તે સંપૂર્ણપણે નિષ્ફળ જવાને બદલે, માઇક્રોસેકન્ડમાં તે ખામીને અલગ કરે છે, તેથી જ સિરામિક અથવા ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિકલ્પો પર આ એપ્લિકેશન માટે ફિલ્મ પ્રમાણભૂત ડાઇલેક્ટ્રિક રહે છે. પરંતુ સ્વ-હીલિંગ અને લો લૂપ ઇન્ડક્ટન્સ બે અલગ અલગ એન્જિનિયરિંગ સમસ્યાઓ છે, અને સ્નબર કેપેસિટરને બંનેને યોગ્ય રીતે મેળવવા પડે છે.

SMJ-P, CRE ની વ્યાપક સ્નબર કેપેસિટર શ્રેણીમાં

આSMJ-P પ્લાસ્ટિક-બોક્સ ફોર્મેટIGBT અને GTO સ્નબર પ્રોટેક્શન માટે CRE દ્વારા ઓફર કરવામાં આવતી અનેક લીડ અને કેસ ગોઠવણીઓમાંની એક છે. માઉન્ટિંગ સ્પેસ, લીડ ઓરિએન્ટેશન અને થર્મલ આવશ્યકતાઓ પર આધાર રાખીને, CRE એ જ મેટલાઇઝ્ડ પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ ટેકનોલોજી પર બનેલા અને સમાન ESR/ESL પ્રદર્શન ધોરણો પર એન્જિનિયર્ડ એક્સિયલ-લીડ અને માયલર-ટેપ વેરિઅન્ટ્સનું પણ ઉત્પાદન કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે ડિઝાઇન ટીમ લેઆઉટ વિકસિત થાય ત્યારે ફોર્મેટ વચ્ચે ખસેડી શકે છે, શરૂઆતથી અંતર્ગત ડાઇલેક્ટ્રિક સિસ્ટમને ફરીથી ક્વોલિફાઇ કર્યા વિના.

ઇજનેરો સ્નબર કેપેસિટર પસંદગી કેવી રીતે ચકાસે છે

ડેટાશીટ પર કેપેસિટન્સ અને વોલ્ટેજ રેટિંગ એ ખાતરી કરવા માટે પૂરતા નથી કે સ્નબર કેપેસિટર આપેલ સર્કિટમાં કામ કરશે. SEMIKRON દ્વારા તેની IGBT એપ્લિકેશન નોંધોમાં દસ્તાવેજીકૃત પ્રમાણભૂત ચકાસણી પદ્ધતિ, ટર્ન-ઓફ સમયે, સ્નબર કેપેસિટર સાથે અને વગર વાસ્તવિક કલેક્ટર-એમીટર વોલ્ટેજ વેવફોર્મને માપવાનો છે, અને ખાતરી કરે છે કે ટોચ સૌથી ખરાબ સ્થિતિમાં IGBT ના રેટેડ બ્લોકિંગ વોલ્ટેજમાં રહે છે. ટર્ન-ઓફ પછી, પ્રવાહ સ્નબર કેપેસિટરમાં પરિવર્તિત થાય છે, જે સ્વિચિંગ ઇન્સ્ટન્ટ પર વર્તમાન ટોચ ઉત્પન્ન કરે છે, ત્યારબાદ સ્નબર કેપેસિટર અને DC-લિંક વચ્ચે ભીના ઓસિલેશન થાય છે, ઓસિલેશન ફ્રીક્વન્સી બસ બારના પરોપજીવી ઇન્ડક્ટન્સ અને સ્નબર કેપેસિટરના મૂલ્ય દ્વારા સેટ થાય છે.

લીડ ભૂમિતિ અને ડાયરેક્ટ-માઉન્ટ ટર્મિનલ હાર્ડવેર પર પ્રાથમિક ડિઝાઇન ચલ તરીકે આ જ ભાર, પછીથી વિચારવાને બદલે, વ્યાપકપણે પ્રસારિત પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ડિઝાઇન સાહિત્યમાં પડઘો પાડે છે, જેમાં કોર્નેલ ડુબિલિયર દ્વારા પ્રકાશિત રૂડી સેવર્ન્સના સ્નબર ડિઝાઇન સંદર્ભનો સમાવેશ થાય છે. અંતર્ગત ભૌતિકશાસ્ત્રને IEC 61071 માં પણ ઔપચારિક બનાવવામાં આવ્યું છે, જે પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ માટે આંતરરાષ્ટ્રીય માનક સંચાલિત કેપેસિટર્સ છે, જેને પૂર્ણ કરવા માટે SMJ-P ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. આ બધા સ્ત્રોતોમાં મુદ્દો સુસંગત છે:ધ્યેય ફક્ત સ્પેક શીટ પર કેપેસીટન્સ મૂલ્ય નથી, તે ટર્ન-ઓફ પર પીક વોલ્ટેજમાં માપેલ, પુનરાવર્તિત ઘટાડો છે.

જ્યાં SMJ-P કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ થાય છે

ડીસી બસ રેલ્સ પર જોડાયેલ સ્નબર કેપેસિટર C3 સાથે હાફ-બ્રિજ IGBT સર્કિટ ડાયાગ્રામ.

સ્નબર કેપેસિટર્સ કોઈ વિશિષ્ટ ઘટક નથી. જ્યાં પણ પાવર સ્વિચિંગ ડિવાઇસને તેની પોતાની સ્વિચિંગ ક્રિયાથી રક્ષણની જરૂર હોય ત્યાં તેઓ દેખાય છે:

• ઇન્વર્ટર અને મોટર ડ્રાઇવ્સ, જ્યાં IGBT સતત બદલાતા રહે છે અને તેમને સતત DV/DT સુરક્ષાની જરૂર હોય છે

•ઇલેક્ટ્રિક વાહન પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, જ્યાં સ્વિચિંગ કાર્યક્ષમતા અને ઘટકની ટકાઉપણું સીધી શ્રેણી અને વિશ્વસનીયતાને અસર કરે છે

•નવીનીકરણીય ઉર્જા પ્રણાલીઓસોલાર ઇન્વર્ટર સહિત, જ્યાં વોલ્ટેજ સ્પાઇક સપ્રેશન દાયકાઓના ઓપરેશન દરમિયાન હાઇ-પાવર સ્વિચિંગ ડિવાઇસનું રક્ષણ કરે છે.

•રેક્ટિફાયર,એસવીસી, અને લોકોમોટિવ પાવર સપ્લાય, જ્યાં ઉચ્ચ પલ્સ કરંટ અને ડિમાન્ડિંગ ડ્યુટી ચક્ર ESR અને ESL કામગીરીને ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે

આ બધી એપ્લિકેશનોમાં સામાન્ય થ્રેડ સમાન છે: સ્વિચિંગ ડિવાઇસ ટ્રાન્ઝિએન્ટ્સ ઉત્પન્ન કરે છે, અને કંઈક તેમને સિસ્ટમના જીવનકાળ દરમિયાન, ચક્ર પછી ચક્રમાં, સ્વચ્છ રીતે શોષી લે છે.

સમય જતાં સામગ્રી અને ઉત્પાદન પસંદગીઓ કેમ વધે છે

ડેટાશીટ પર સ્નબર કેપેસિટરનું કામ સરળ લાગે છે. વ્યવહારમાં, કામગીરી એવી વિગતો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે સિસ્ટમ વર્ષોથી ચાલતી ન હોય ત્યાં સુધી દેખાતી નથી: તાણ પછી ડાઇલેક્ટ્રિક કેટલી સતત સ્વ-હીલ થાય છે, ઉત્પાદન બેચમાં ESR અને ESL કેટલી ચુસ્તપણે નિયંત્રિત થાય છે, અને ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર ફક્ત ઓરડાના તાપમાને નહીં પણ સંપૂર્ણ તાપમાન શ્રેણીમાં ટકી રહે છે કે કેમ.

આ જ કારણ છે કે CRE નું SMJ-P તેના 100,000-કલાકના આયુષ્ય રેટિંગને સામાન્ય સંખ્યા તરીકે દર્શાવવાને બદલે ચોક્કસ હોટસ્પોટ તાપમાન સ્થિતિ (≤85°C) સાથે જોડે છે, અને શા માટે ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકારને એક જ ધાબળા આકૃતિ તરીકે નહીં પણ કેપેસીટન્સ શ્રેણી દ્વારા અલગથી ઉલ્લેખિત કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારના સ્પષ્ટીકરણો છે જે ડિઝાઇનને માન્ય કરતા એન્જિનિયર માટે મહત્વપૂર્ણ છે, ફક્ત માર્કેટિંગ દાવા માટે નહીં.

વારંવાર પૂછાતા પ્રશ્નો: IGBT સ્નબર કેપેસિટર પસંદગી

Q1：શું છેIGBT સ્નબર કેપેસિટરમાટે વપરાય છે? 

IGBT સ્નબર કેપેસિટર IGBT બંધ થાય ત્યારે ઉત્પન્ન થતા વોલ્ટેજ સ્પાઇક્સને દબાવી દે છે, જે ઉપકરણને તેના રેટેડ બ્લોકિંગ વોલ્ટેજ કરતાં વધુ થવાથી બચાવે છે. CRE નું SMJ-P મેટલાઇઝ્ડ પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ કેપેસિટર આ હેતુ માટે રચાયેલ છે, જેની રેટેડ વોલ્ટેજ રેન્જ 700V DC થી 3000V DC છે.

Q2：હું યોગ્ય સ્નબર કેપેસિટર ઉત્પાદક કેવી રીતે પસંદ કરી શકું? 

એવા ઉત્પાદકની શોધ કરો જે ઓછા-ESR/ESL ફિલ્મ કેપેસિટર્સ, માન્ય પ્રમાણપત્રો (IEC 61071, UL94V-0), અને કસ્ટમ કેપેસિટેન્સ અથવા વોલ્ટેજ વિકલ્પો પ્રદાન કરે છે.સીઆરઇડીસી-લિંક સપ્લાય કરતી ફિલ્મ કેપેસિટર ઉત્પાદક છે,IGBT સ્નબર, અને પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, નવીનીકરણીય ઉર્જા અને રેલ ટ્રાન્ઝિટ એપ્લિકેશન્સ માટે EMC-ફિલ્ટર કેપેસિટર્સ, જેમાં અક્ષીય અને રેડિયલ લીડ બંને ગોઠવણી ઉપલબ્ધ છે.

Q3：પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ કેપેસિટર અન્ય સ્નબર કેપેસિટર પ્રકારો કરતાં વધુ સારું શું બનાવે છે? 

મેટલાઇઝ્ડ પોલીપ્રોપીલીન ફિલ્મ ઓછી ESR/ESL, સ્વ-હીલિંગ ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો અને વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં સ્થિર કામગીરી પ્રદાન કરે છે, જે તેને ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક અથવા સિરામિક વિકલ્પોની તુલનામાં સ્નબર એપ્લિકેશનો માટે પ્રમાણભૂત ડાઇલેક્ટ્રિક બનાવે છે. CRE નું SMJ-P -40°C થી +85°C સુધી કાર્ય કરે છે અને તેનું આયુષ્ય 100,000-કલાક છે.

SMJ-P માટે સંપૂર્ણ ટેકનિકલ દસ્તાવેજો અહીં ઉપલબ્ધ છે: https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html

સંદર્ભ:

૧. નવી ઉર્જા બનાવો, “પ્લાસ્ટિક બોક્સ IGBT સ્નબર કેપેસિટર SMJ-P"પ્રોડક્ટ ડેટાશીટ." （https://www.crecapacitors.com/IGBT-GTO-Snubber-Capacitors-pl47325307.html）

2. સેમિક્રોન ડેનફોસ, “IGBT પીક વોલ્ટેજ માપન અને સ્નબર કેપેસિટર સ્પષ્ટીકરણ,” એપ્લિકેશન નોંધ AN 07-006.

（https://assets.danfoss.com/documents/latest/444044/AB501644922487en-000201.pdf）

૩. સેવર્ન્સ, રૂડી. "પાવર સર્કિટ માટે સ્નબર્સનું ડિઝાઇન." કોર્નેલ ડુબિલિયર એપ્લિકેશન નોટ. （https://www.cde.com/resources/technical-papers/design.pdf）

ટેકનિકલ સ્પષ્ટીકરણો લેખન સમયે પ્રકાશિત ડેટાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. વાચકોએ અંતિમ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરતા પહેલા ઉત્પાદકની નવીનતમ ડેટાશીટ સામે વર્તમાન રેટિંગની પુષ્ટિ કરવી જોઈએ.