Analityczny opis łączeniowych strat energii w wysokonapięciowych tranzystorach MOSFET pracujących w mostku

• Autorzy: Grzejszczak P. , Barlik R.

Warianty tytułu

EN

Analytical description of the switching losses in high voltage MOSFET H – bridge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analityczny opis łączeniowych strat energii w łącznikach z wysokonapięciowymi tranzystorami MOSFET, pracującymi w topologii mostkowej. Analizie poddano straty energii przy załączaniu twardym i miękkim, a także przy załączaniu małego prądu obciążenia i przy pracy bez obciążenia. W opisie uwzględniono wpływ pasożytniczych pojemności złączowych i zewnętrznych pojemności elementów półprzewodnikowych a także pasożytniczą pojemność odbiornika. Do wyprowadzenia zależności określających straty energii w łącznikach z tranzystorami MOSFET, wykorzystano zasadę zachowania ładunku i energii. Otrzymane zależności matematyczne wykorzystują wielkości dostępne w katalogach lub do określenia których wystarczą proste testy eksperymentalne.

EN

This paper presents an analytical description of the switching energy losses in high voltage MOSFETs used in the H-bridge converters. The energy losses in hard- and soft- switching and under both with light load and without load were analyzed. In the analytical model the parasitic junction capacitance, external capacitance of the semiconductors, and equivalent parasitic capacitance of the load were taken in the account. By obeying conservation of energy and conservation of electric charge laws during the analytical investigations the equations describing the energy losses are derived. The mathematical formulas that are provided by this research can be used for determining the switching losses generated in the semiconductor devices using parameters from manufacturers catalogues.

Słowa kluczowe

PL

MOSFET; strata energii; załączanie; pojemność pasożytnicza

EN

high voltage; MOSFET; switching losses; hard-switching; parasitic capacitance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 9
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Grzejszczak P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

autor

Barlik R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

Bibliografia

• [1] Baliga B.J., Fundamentals of Power Semiconductor Devices, Springer, New York, USA, 2008
• [2] Lutz J., Schlangenotto H., Scheuermann U., De Doncker R., Semiconductor Power Devices: Physics, Characteristics, Reliability, Springer, Berlin, 2011
• [3] Xiong Y., Sun S., Jia H., Shea P., Shen Z.J., New Physical Insights on Power MOSFET Switching Losses, IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 24 Iss 2, 525-531, 2009
• [4] Kolar J.W. i inni, Extreme efficiency power electronics, Proc. 7th International Conference on Integrated Power Electronics Systems, Norymberga, 1-22, 2012
• [5] Grzejszczak P., Nowak M., Barlik R., Analityczny opis nieliniowej pojemności wysokonapięciowych łączników energoelektronicznych przy wyznaczaniu strat energii, Przegląd Elektrotechniczny, vol. 90, no. 11, 74-77, 2014
• [6] Janke W., Łuczak S., Elementy półprzewodnikowe, Wyd. Politechniki Koszalińskiej, Koszalin 2012
• [7] Massarini A., Kaźmierczuk M.P., Self-capacitance of inductors, IEEE Trans. Power Electron., vol. 12, no. 4, 671 -676, 1997