Thyristors güç elektroniklerinde temel bileşenlerdir, yüksek gerilimlerin ve mevcutların güvenilir geçişini talep eden uygulamalarda yaygın olarak kullanılır - motor sürücüleri ve endüstriyel güç tedariklerinden AC güç kontrollerine ve H999 iletim sistemlerine nasıl etkilenir. Güçlülüğüne rağmen, yourristors, yüksek hızlı güç devrelerine sahip olan mühendisler için parasitik bir kapasite sağlar.

Parasitik Capacitance'ın Doğası ve Kökenleri

Parasitic kapasitance, yarı iletken cihazların fiziksel inşaatının kaçınılmaz bir sonucudur.Bir senristokratta, dört katmanlı (PNPN) yapısı birden fazla kavim yaratır - J1, J2 ve J3 - bunların hepsi bir yerleşik eğime sahiptir.[CDörtücük ve eksperasyona ek olarak, CDDDDDDDDDDDDDD)

Junction Capacitances

Her ters-bili p-n kavim, değerin kesişim alanına bağlı olduğu bir kapasitör olarak davranır ve doping profili ve uygulanan ters gerilim.Bir yourristorda, merkezi bir kavim (J2) normal olarak ters-biyaştırıcıdır ve kapasitesi, on yüzleri güçlendirici davranışlarına hükmeder.

Inter-Electrode Capacitances

Kapı ve kedi elektrotlarının fiziksel yakınlığı, anode ve kedihode gibi, 10-50 pF değerlerinin büyük ölçüde C ) kullanılan paket geometrisi ve insulating malzemeleri tarafından belirlendiği ek çekimler oluşturur.).

Datasheets'den Anahtar Para Para Para Para Para Para Para Para Paraları

Üreticiler genellikle giriş kapasitesi (C[D[DDDD) ve IGBT:0) ve geri transfer kapasitesi) için ) MOSFET ve IGBT'ler için, ancak en alakalı girişler için [[Döneticileri [Döneticileri) yüklenebilir.

Parasitik Capacitance, Yourristor'un Hızını Nasıl Etkiliyor

Anahtarlama hızı, cihazın tamamen veya kapatılabilmesi için geçici bir şarj depolama elemanı olarak hareket ederek bu geçişleri uzatıyor.

Turn-On Switching üzerindeki etkisi

Arkada, pozitif bir kapı mevcut pulu, azınlık taşıyıcılarını bölgeye enjekte etmeden önce tetiklenir.Bu parasitik şarj, kapı şarj süresini şarj etmek için çeşitlenir[Dönetici:0)) - Bu, toplam dönüş süresine eklenebilir.[Düzücükler))[Döneticileri kontrol etmek için yeterli miktarda gecikmeye neden olabilir.[Dönder)[Dönder)[Dönder.

Dahası, yüksek bir anode-cathode kapasitance (C)[DÜD 1:0) C[DÜDÜye Olmayanlar (C[DÜye Olmayanlar) C[DÜye Olmayanlar (DÜye Olmayanlar) Yoluyla doğrudan kapı devrelerine girebilirler, potansiyel olarak yanlış seslendirmeye veya gecikmeye neden olur.

Turn-Off Switching

Bir aristokratın geri çekilmesi doğal olarak daha zor çünkü cihaz ters bir gerilim veya mevcut olan parasal kapasiteyi ortadan kaldırmak için zorlanır.Parasitic kapasitance complicates turn-off by storage charge that must).

Genişletilmiş dönüş süreleri daha yüksek geçiş kayıplarına yol açıyor çünkü cihazda mevcut gerilim ve mevcut varlığı, dissipated enerji (Psource)[X × I × ttransition) Yüksek frekanslı uygulamalarda, reson dönüştürücüler veya modern gerilim-enerjiler gibi yüksek frekanslı dönüştürücüler, bu kayıplar sınırlı bir faktör haline gelebilir, tasarımcılar daha hızlı yourristokrat tiplerini seçmek veya işletim frekansı azaltmak için zorlayabilirler.

dV/dt Immunity ve Sahte Tesettür

Parasitik kapasitenin en ünlü etkilerinden biri, iç kapasiteleri ile mevcut olan rolüdür.Eğer bu uyarıda bulunan kapı (C) tarafından belirlenen (IGT)[Dönemli bir şekilde ortaya çıkmaktadır.

Bu mücadele için üreticiler bir İLFLT:0)ktik dV/dt[DÜT:1) derecelendirmeye göre, devre tasarımcıları, gerçek dV / sınırlı uygulamadaki gerçek şarj devrelerinin bu sınırın altında kalmasını sağlamalıdır. Snubber devreleri klasik bir tedavidir, ancak parasitik kapasitans değerlerin ayrıntılı bir şekilde anlaşılması gerekir.

Parasitic Capacitance

Parasitik kapasitans doğru modelleme simülasyon ve tasarım doğrulama için önemlidir. üreticiler tipik değerler sağlarken, gerçek dünya ölçümleri genellikle hassas analiz için gereklidir. Çeşitli teknikler kullanılır:

  • [FONT:0)Impedance analizörleri doğrudan C) ve C)) tarafından yapılan çeşitli önyargı gerilimleri ve frekanslar (tipik olarak 1 kHz 1 s.
  • [0]Time-domain reflectometry (TDR)) şarj / mevcut dalgaformları yakalamak, geçici cevaplardan kapasitans değerlerin çıkarılmasına izin vermek.
  • Güç için aristors, aurFLT:0)tve izr) SPICE model yaratımı için gerekli olan kapasitance-ayak arsaları sağlayabilir.

SPICE simülasyonlarında, aristokrat, iki bipolar transistör (PNP ve NPN) artı parasitik kapasitörler düğümler arasında bağlantı kurmaya yardımcı olabilir ve genellikle SPICE parametresi ile tanımlanabilir.

Daha derin bir şekilde atlatmanız için, aristokrat modellemesi, İLMİNLİKLER:0)Wikipedia makalesini sizin aristokratlar üzerinde tartışır).

Parasitic Capacitance Etkileri için Stratejileri

Tasarımcılar, parasitik kapasitenin sizinristokrat geçişine olumsuz etkisini azaltmak için ellerinden gelen birkaç araç var. Bu stratejiler, cihaz seçimi ve düzeni optimizasyonu için dış devre bileşenlerinden oluşmaktadır.

Snubber Devreleri

AŞAM:0)Kaç ve devreler[Dönder:2|Dönder[Dönderlik) ile paralel olarak, spert ve scillations[Döntmeler) 10 / 10 / 4 (D) yüksek frekanslı geçiciler için düşük bir yol sağlar.

Döndürme için, aritFLT:0-)RCD snubber[Döneticileri ayırarak (köpücük yolları ayırmak için bir diyot ile) gerilimleri daha fazla azaltılabilir.Saçılış tasarımı iyi belgelenir; [[2Bu elektronik öğreticisi onubber devreleri)

Kapı Drive Teknikleri

C) tarafından yapılan şarj gecikmesinin üstesinden gelmek için, kapı sürücüsü C) tarafından belirlenen yüksek çözünürlüklü, hızlı kaynaklı bir darbe ile yüksek çözünürlükte bir yol açılabilir.[FONT=2) Orta güç için tipik bir kapı pulu) şarj edilebilir.

Bazı gelişmiş kapı sürücü tasarımları bir dörFLT:0)I/dt limit[DDK 1) anahtarlama sırasında aşırı stresin önlenmesi için özelliktir, ancak parasitik kapasiteyi hızla şarj etmek için hala yeterli mevcut tutmalıdır.

Cihaz Seçimi

Tüm yourristors eşit yaratılmamıştır. Yüksek hızlı uygulamalar için mühendisler özellikle hızlı geçiş için cihazlar seçmeli, genellikle wwwFLT olarak etiketlenebilirler (FLT:1) veya ) standart bir kontrol için 100-200 μs ile karşılaştırıldığında.

İki yönlü kontrol gerekli olduğunda, aİLFLT:0)TRIAC[DÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜKLERİNİN (GÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜN) iki ayrıkümlülükteki (GÜye Olmayanlar)

Layout and PCB Design

Parasitic kapasitance, kendi aristornunla sınırlı değildir; baskılı devre kurulu (PCB) ve kablo aynı zamanda bu ek parasitics'i en aza indirmek için de çaba gösterir:

  • Kapı sürücü izlerini döngü alanını ve stil çekim kapasitance'ı azaltmak için mümkün olduğunca kısa tut.
  • Ayrı yüksek gerilimli yüksek gerilimli bir düğüm / kesim, düşük gerilim kapısı devrelerinden sığarak kapasiteye baskı yapmaktan kaçınır.
  • Güvenlik halkalarını veya zemin uçaklarını düğümler arasındaki karşılıklı kapasiteyi azaltmak için dikkatli bir şekilde kullanın.
  • İşit kalın yalıtım (örneğin, PCB satılan maske veya ek poliimide kaset) sabit iletkenler arasındaki daha düşük kapasiteli hale getirmek için.

Yüksek gerilim tasarımları için, terminaller arasındaki fiziksel çevreleme güvenlik standartlarını takip etmelidir (örneğin, IEC 60950) aynı zamanda parasitik kapasite üzerindeki etkisini göz önünde bulundurmak için - tüm boşluklar azaltılabilirlik ancak hızlanma gerektirir.A dengeli bir düzen genellikle bu parasitik değerlerin kabul edilebilir sınırların doğruluğunu doğrulamak için simülasyon araçları gerekir.

Özel Uygulamaların Gelişmiş Bakışları

TRIACs ve GTO'larda Parasitic Capacitance

TRIACs, aslında antiparallel'deki iki aristokrat, bazı dörtlüleri tetiklemek için daha karmaşık parasitik kapasite ağlarına sahip olabilir. Bir TRIAC'nın kapısı hassasiyeti, bu işlemden farklı olarak etkilenen geçici yük devreleri tarafından etkilenebilir.

GTO'larda ve IGCT'lerde (Integrated Gate-Commutated Thyristors), kapı kapasitesi önemli ölçüde daha yüksek çünkü kapı yapısı yüksek çözünürlükte yüksek kapasitelidir.

Elektromanyetik Müdahale (EMI)

Parasitic kapasitance, sizinristokrat devrelerinde yaygın ve farklı mod gürültüsüne katkıda bulunur. C)) ve CGK) gibi elektronik devreleri kullanarak, potansiyel olarak kontrol elektronikleri ile bağlantı kurmak için yüksek frekanslı afırdar.

Yüksek güç tesisatlarında, parasitik kapasitenin sizinristokrat ve ısısink arasında olması da endişe verici olabilir.Sıcaklık genellikle zemine bağlıdır, büyük bir boşluklu bir ısıtıcı oluşturmak için. Düşük dielektrikli bir sabitliğe sahip bir ısıtılmış bir ısıtımı kullanmak bu kapasitansı azaltır, ancak termal performans da muhafaza edilmelidir.

Pratik Örnek: 4 480 V AC Controller için Snubber Design

Bir faz kontrollü AC geçişi, çizgi geriliminin sıfırına iki geri yüklemeyi kullanarak kontrol etti.The yourristor datasheet C) ⁇ 100 pF ve kritik bir dV / 200 V / μs - sıralanmamış devre için yetersiz.

Bir başlangıç noktası her bir aristokratta eklenmiştir. basit formülü kullanarak R = V)[Dönemli)[Dönemli)[Dönemli)[Dönemli)[Dörtücükler)[Dörtücükler) ve R[Düzücüler)[Dönemli)[Dönemli))

Güç elektronikleri yüksek frekanslara ve daha büyük verimlilike doğru itiyor gibi, parasitik kapasitans giderek daha fazla kısıtlayıcı faktör haline gelir. Wide-bandgap yarı iletkenleri, silikon ışın (SiC) ve galium nitride (GaN) bazı uygulamalarda geleneksel silikonun yerini alıyor (örneğin, SiC yourrs for high- temperature, high-voltrs.

Araştırma alanında, yeni cihaz yapıları gibi yapılar:0)MOS- kontrollü yourristors (MCT)[Dönetici: 1) ve [[Dönetici:2)))[Döneticileri (EST)[Döneticileri) en düşük düşürmeye çalışırken, bu cihazlar farklı parasitik kapasitif profillere sahiptir ve devam eden çalışma, en aza indirmek için kapalı tutma kapasitesine sahiptir.

Mühendisler mevcut kalıyor, büyük güç yarı iletken üreticilerinden başvuru notları paha biçilmezdir. mükemmel bir kaynak sizin aristokratlara genel bir uygulama notudur.[3168[Dönem: 1 ), bu da parasitik etkiler için sinubber tasarımı kapsar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Parasitic kapasitance, tüm tasarımcıların gecikmelerini tahmin etmesi, dönüşten sonra tamamen ortadan kaldırılamaz, ancak geçiş hızı üzerindeki etkileri dikkatli mühendislik yoluyla yönetilebilir. Çeşitli geçici yapı uygulamaları, akıllı cihaz seçimi ve tüm olumsuz parasitik kapasitansların etkilerini tahmin edebilir.

Güç elektronik sistemleri daha yüksek frekanslara ve daha büyük güç kesintilerine doğru geliştikçe, bu parasitik elementlere dikkat daha da kritik hale gelir. Parasitik kapasitans Ustası - ve modelleme yeteneği, ölçme ve azaltabilme yeteneği - yetenekli güç elektronik mühendislerinin bir salon işareti, daha verimli ve daha güvenilir bir şekilde yourristor bazlı devrelerin tasarımına izin verir.