Diody Schottky'ego z SiC w falownikach napięcia z krzemowymi tranzystorami MOSFET- badania eksperymentalne

• Autorzy: Nowak M. , Barlik R. , Grzejszczak P. , Rąbkowski J.

Warianty tytułu

EN

Silicon carbide Schottky Barrier Diodes in PWM voltage source inverters with MOSFETs - experimental investigations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W cyklu dwóch publikowanych kolejno artykułów przedstawiono zagadnienia dotyczące oceny korzyści jakich można oczekiwać w zakresie poprawy właściwości użytkowych, w tym głównie sprawności energetycznej, urządzeń energoelektronicznych budowanych z zastosowaniem przyrządów z węglika krzemu (SiC). W pierwszym z dwóch artykułów zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych łączników oraz kompletnych niskonapięciowych trójfazowych falowników PWM (100V; 500VA) o częstotliwość przełączeń powyżej 50 kHz, w których zastosowano krzemowe tranzystory MOSFET z diodami zwrotnymi w postaci diod Schottky'ego z węglika krzemu. Wyznaczone eksperymentalnie łączeniowe straty energii wskazują na korzystne właściwości energetyczne falowników z przyrządami z SiC. Badania symulacyjne falowników o mocach 500VA i 5000VA przedstawiono w spójnym tematycznie artykule, zamieszczonym w niniejszym numerze.

EN

In the two connected and published in serial numbers papers the simulation and experimental results are presented in order to determine impact of silicon carbide devices on reduction of power losses in the power electronics equipment. In this first one the experimental investigations results of alone switches consist of low voltage MOSFETs and anti-parallel SiC Schottky diodes as well as complete three phase PWM low voltage inverters operating at switching frequency over 50 kHz (100V/500VA) have been presented. The experimentally determined switching and conducting losses show the good energetic properties of voltage source inverter built with MOSEFETs and SiC diodes. The simulating investigations of the 500VA and 5000VA inverters are the subject of the second paper which is published in this issue.

Słowa kluczowe

PL

dioda Schottky'ego; SiC; tranzystor MOSFET; COOLMOS; falownik PWM; elektrotechnika; elektroenergetyka

EN

silicon–carbide diode; Schottky barrier diode; SiC; MOSFET; CoolMOS; PWM inverter; electrical technology; electrical power engineering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 10
• Strony: 18--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tabl., wykr.

Twórcy

autor

Nowak M.

autor

Barlik R.

autor

Grzejszczak P.

autor

Rąbkowski J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Sterowania i Elektroniki Przemysłowej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa,

Bibliografia

• [1] http://www.cree.com, accessed on may 2011
• [2] http://www.infineon.com, accessed on may 2011
• [3] http://www.siced.com, accessed on may 2011
• [4] Spiazzi G., Buros S., Citron M., Corradin M., Pierborn R., Performance Evaluation of Schottky SiC Power Diode in a Boost PFC Application. IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 18, No.6, (2003), 1249 – 1253
• [5] Sekikawa, M.; Funaki, T.; Hikihara, T., A study on power device loss of DC-DC buck converter with SiC Schottky barrier diode. Power Electronics Conference (IPEC), (2010), 1941 – 1945
• [6] Chimento F.,Musumeci S., Raciti A., Melito M., Sorrentino G., Super – Junction MOSFET and SiC Diode Application for the Efficiency Improvement in a Boost PFC converter. IEEE Transactions on Industry Applications, (2006), 2067-2072
• [7] Ohasi H., Exact Circuit Power Loss Design Method for High Power Density Converters Utilizing Si-IGBT/SiC – Diode Hybrid Pairs. 13-th International Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC (2008), 54-60
• [8] Friedrichs P., Silicon Carbide Power semiconductors – New opportunities for high efficiency, 3-rd IEEE Conf. on Industrial Electronics and Applications - ICIEA (2008), 1770-1774
• [9] Barlik R., Nowak M., Rąbkowski J., Symulacyjne studium projektowe trójfazowego przekształtnika PWM z zastosowaniem łączników z węglika krzemu. VII Krajowa Konferencja Elektroniki – KKE’08, Darłówko Wschodnie, 02-04 czerwca 2008, 250-263.
• [10] Barlik R., Rąbkowski J., Nowak M., Investigations on Transistor IGBT and Silicon –Carbide Schottky Diode Switch. International Conference Microtechnology and Thermal Problems in Electronics, MicroTherm 2007, June2007, Łódż, 234 –236
• [11] Rąbkowski J., Nowak M., Barlik R. Badania porównawcze właściwości wybranych krzemowych i węglikowo – krzemowych łączników mocy. Przegląd Elektrotechniczny, R. 84, Nr 7 (2008), 17-21
• [12] Nowak M., Barlik R., Rąbkowski J., Grzejszczak P., Badania właściwości trójfazowego przekształtnika sieciowego PWM z diodami zwrotnymi z węglika krzemu. Przegląd Elektrotechniczny , R.85 Nr 12 (2009), 199 – 203
• [13] Knop A., Franke W., Fuchs W., SiC – JFET and ESTB against MOSFET and IGBT, 13-th International Power Electronics and Motion Control Conference , EPE – PEMC (2008), 70-75
• [14] Zdanowski M., Rąbkowski J., Barlik R., Straty mocy w różnych typach trójfazowych falowników PWM wykonanych z przyrządów krzemowych i z węglika krzemu. X Krajowa Konferencja Elektroniki – KKE’2011 (Darłowo, 05-09.06.2011) (materiały konferencyjne ISBN 978-83-918622-9-2, str. 174, płyta CD: 696-702),
• [15] Barlik R., Nowak M., Grzejszczak P., Badania efektywności zastosowania diod Schottky’ego z węglika krzemu w falownikach na tranzystorach MOSFET. IX Krajowa Konferencja Elektroniki – KKE’10, Darłówko Wschodnie, 30.05.-02.06.2010., 380 – 382,
• [16] Lorenz L., Deboy G., Zverev I., Matched Pair of Cool-MOSS Transistor with SiC- Schottky Diode – Advantages in Application. IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 40, No. 5, (2004), 1265 – 1272
• [17] Dupont L., Lefebvre S., Khatir Z., Bontemps S., Meuret R., Characterisation of silicon carbide Schottky diodes and COOLMOS transistors at high temperature., IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference PESC, (2004). Vol. 1, 566 - 571