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3.4. ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON IGCTS
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chen Beitrag zu den Ausschaltverlusten des IGCTs, da über dem Bauteil bereits eine hohe Blockierspannung anliegt, während der Tailstrom fließt.
Die Ausschaltverluste des IGCTs werden durch Integration der Augenblicksleistung über die gesamte
Zeit des Ausschaltens berechnet mit
Z t=tEnd
Z t=tEnd
EOff =
p(t) dt =
UAK (t) · IA (t) dt.
(3.18)
t=0
t=0
Als Startzeit t = 0 wird der Zeitpunkt der beginnenden Kommutierung des Anodenstromes gewählt,
der Endzeitpunkt des Schaltvorganges ist erreicht, wenn der Anodenstrom den Wert des stationären
Sperrstromes erreicht. Die Abbildung 3.28(a) zeigt den Verlauf eines Abschaltvorganges mit den
eingetragenen zeitlichen Grenzen des Abschaltvorganges. Die Abbildung 3.28(b) zeigt den zeitlichen
Verlauf der im Bauelement umgesetzten Augenblicksleistung und der Schaltverlustenergie.
10
1000
US
/ kV
7,5
poff
IS / A / MVA
4
750
5,0
500
2,5
Eoff
/ VAs
40
3
30
2
20
1
10
250
0
0
t0
0
0
5 t/µs 10
15
(a) Ausschaltverlauf
20
25
0
5 t / µs 10
15
20
0
25
(b) Leistung und Ausschaltverluste
Abbildung 3.28: (a) Zeitlicher Verlauf eines IGCT-Ausschaltvorganges und (b) zeitlicher Verlauf der Augenblicksleistung (IL231.49)
Den Hauptanteil der Ausschaltverluste liefert der Zeitabschnitt der steigenden Spannung UAK über
dem IGCT bei noch fließendem Anodenstrom IA und wird entsprechend durch die Anstiegsgeschwindigkeit der Spannung UAK bestimmt [Bernet 2000].
Der Ausschaltverlauf des IGCT fordert im Unterschied zum GTO keinerlei Begrenzung des Spannungsanstieges. Den Spannungsanstieg begrenzende Beschaltungsnetzwerke (du/dt-Snubber) begrenzen durch ihre Zeitkonstanten die maximale Schaltfrequenz, die an ihnen umgesetzten Verluste limitieren den Wirkungsgrad. Wenn auch eine Begrenzung des Spannungsanstiegs bei IGCTs nicht zwingend gefordert ist, so kann die Begrenzung des Spannungsanstieges durch einen du/dt-Snubber die
Schaltverluste senken oder aber entsprechend den maximal abschaltbaren Strom ITGQM erhöhen und
damit den sicheren Arbeitsbereich (SOA) erweitern. In Abbildung 3.29(a) sind die Ausschaltverläufe
ohne und mit einem du/dt-Snubber dargestellt, die Abbildung 3.29(b) gibt die momentane Leistung
und die Ausschaltverluste an.
Die Entmagnetisierung der Clamp-Beschaltung hat, wie in Abschnitt 3.7 dargestellt wird, einen Einfluss auf den Spannungverlauf, nachdem der IGCT Blockierspannung übernommen hat. Der Verlauf
des Tailstromes ist davon nahezu unbeeinflusst. Allerdings beeinflusst die Clamp-Auslegung die Ausschaltverluste, da die Spannungsüberhöhungen der Clamp-Entmagnetisierung auftreten, während der
Tailstrom noch fließt.