Pérdida total del IGBT

Fórmula

Descripción

La pérdida de potencia total de un IGBT consta de la pérdida por conducción y la pérdida por conmutación. A diferencia de los MOSFET, que tienen un estado de conducción resistivo (I²R), los IGBT tienen una tensión de saturación Vce(sat) casi constante de 1-3 V, lo que hace que la pérdida por conducción sea proporcional a V × I en lugar de I². La pérdida por conmutación se caracteriza por la energía por evento de conmutación (Eon + Eoff de la hoja de datos), multiplicada por la frecuencia de conmutación. Los IGBT se prefieren sobre los MOSFET para tensiones superiores a 400-600 V y frecuencias inferiores a 20-50 kHz, donde su menor pérdida por conducción compensa su mayor pérdida por conmutación.

Variables

• V_ce — Tensión de saturación colector-emisor (V)
• I_c — Corriente de colector (A)
• D — Ciclo de trabajo (0 a 1)
• E_sw — Energía de conmutación total por ciclo, Eon + Eoff (J)
• f — Frecuencia de conmutación (Hz)

Notas prácticas

Vce(sat) aumenta con la temperatura (coeficiente de temperatura positivo), lo que favorece el funcionamiento en paralelo. La energía de conmutación depende de la tensión del bus, la corriente, la resistencia de puerta y la temperatura — use las curvas de la hoja de datos en sus condiciones de operación. Para modulación sinusoidal (accionamientos de motores), la pérdida por conducción promedio = Vce × Ic × (1/(2π) + D/(8)) y requiere la integración sobre el ciclo fundamental.