電力損失データのインポート

伝導損失パラメータ

導通損失パラメータは、ルックアップテーブルを使用する方法と、電圧と抵抗値（IGBTの場合）を指定する方法の2つの方法で指定できます。2020.3で追加されたMOSFETスイッチング素子のサポートにより、導通損失はルックアップテーブルのみで指定できるようになりました。この場合、順方向電圧降下テーブルは.xmlファイルからVtテーブルとVdテーブルに直接読み込まれます。導通損失テーブルは、図3と図4から抽出することもできます。

導通損失ルックアップ テーブルを作成するための一般的なルールがいくつかあります。1D ルックアップ テーブルを使用する場合、電流値は x 軸上にあります。電流値 [I ₁ 、 I ₂ 、 I ₃ 、 I ₄ ] の一般的な 1D ルックアップ テーブルの例を図 1に示します。この図は、順方向電圧降下 V _fvd1が電流 I ₁に関連し、V _{fvd2 が}電流 I ₂に関連し、以下同様に相関していることを示しています。電流値 [I ₁ 、 I ₂ 、 I ₃ 、 I ₄ ] と温度値 [T ₁ 、 T ₂ ] の一般的な 2D ルックアップ テーブルの例を図 2に示します。この場合、順方向電圧降下 V _{fvd1 は}電流 I ₁と温度 T ₁に関連し、V _{fvd2 は}電流 I ₁と温度 T ₂に関連し、V _{fvd3 は}電流 I ₂と温度 T ₁に関連し、以下同様に相関しています。

MOSFETは双方向スイッチング素子なので、 現在の値 ベクトルは、順方向特性を指定するために、正と負の両方の電流で構成されている必要があります（Vtテーブル）は、第一象限と第三象限の両方で機能します。同じ 現在の値 ベクトルは単方向スイッチング素子である内部ボディダイオードに使用され、 Vdテーブル に基づいて定義されます 現在の値 非負の電流値から形成されるサブベクトル。IGBTの場合（単方向スイッチ）も同様である。 現在の値 ベクトルはダイオードテーブルの定義に使用されます（Vdテーブル）。

2020.3 Typhoon HIL Control Centerリリース以前は、導通損失はIGBTスイッチング素子のみでサポートされ、計算された電圧と抵抗値を使用して指定されていました。現在では、導通損失パラメータは図3と図4から抽出できます。

以下の図は、3つの温度（25℃、125℃、150℃）における特性を示しています。まず、導通損失パラメータを抽出するための適切な温度を定義することが重要です。通常、これは損失が最大化される最高動作温度です。導通損失パラメータの温度依存性はモデル化されていません。赤い線は、データシートに記載されている曲線の線形近似を表しています。これらの曲線の傾きは抵抗パラメータ（IGBTの場合はR _ce 、ダイオードの場合はR _d ）を表しています。これらの曲線がゼロ電流と交差する点の値は電圧パラメータ（IGBTの場合はV _ce 、ダイオードの場合はV _d ）です。

IGBT 伝導損失の抽出されたパラメータは次のとおりです。

$V_{ce}=0.8V$

$R_{ce}=\frac{V_{ce2}-V_{ce1}}{{私}_{c2}-{私}_{c1}}=\frac{1.9V-1.1V}{20あ-5あ}=0.0533 \Omega$

ポイント ${(V}_{ce1}, {私}_{c1})$ そして $(V_{ce2}, {私}_{c2})$ 緑色の点でマークされています IGBT_出力.

ダイオードの導通損失の抽出パラメータは

$V_d=0.75V$

$R_{ce}=\frac{V_{d2}-V_{d1}}{{私}_{d2}-{私}_{d1}}=\frac{1.5V-1.15V}{20あ-10あ}=0.035 \Omega$

ポイントは ${(V}_{d1}, {私}_{d1})$ そして $(V_{d2}, {私}_{d2})$ 緑色の点でマークされています ダイオード_fw.

スイッチング損失パラメータ

IGBTの場合、5A～30Aの電流値（図5 、図6 、図7の赤線で示す）におけるスイッチング損失を評価します。また、ゼロ電流点を最初の値として追加します。ルックアップテーブルはエッジ値を外挿するため、小さな電流値で誤った結果を回避するために、この初期ゼロ点を定義することが重要です。スイッチング特性は、1つの電圧値（V _ce = 600 V）に対してのみ提供されます。つまり、利用可能なデータを表すには2次元ルックアップテーブルで十分です。

この場合、2Dルックアップテーブルを使用して、異なる電流と温度におけるスイッチング損失特性を記述します。この場合、フィールド電圧値はデフォルトのままにしておきます。これは、損失特性は異なる電圧値に対しても指定できます。その場合は、3Dルックアップテーブルを使用し、スイッチング損失の計算に影響を与える電圧値を含める必要があります。この場合、スイッチング損失が与えられる温度は2つあります（125℃と150℃）。これらの値は温度値フィールドに入力する必要があります。

図5 、図6 、図7は、部品データシートから抽出したスイッチング損失特性を示しています。緑の点は125℃、黄色の点は150℃の値を表しています。これらの値は、ルックアップテーブルのフィールドを埋めるために使用されます。

MOSFET の場合、電流 (I) 値が負になる可能性があり、スイッチング エネルギー テーブルは電流値ベクトルの非負の電流に基づいて定義されます。

IGBTターンオン損失の抽出されたテーブルは[[0, 0], [0.6e-3, 0.7e-3], [1.05e-3, 1.1e-3], [1.5e-3, 1.65e-3], [2e-3, 2.2e-3], [2.75e-3, 3e-3], [3.45e-3, 3.8e-3]]です。

IGBTターンオフ損失の抽出された表は[[0, 0], [0.6e-3, 0.62e-3], [0.95e-3, 1.05e-3], [1.4e-3, 1.5e-3], [1.7e-3, 1.8e-3], [2e-3, 2.15e-3], [2.2e-3, 2.5e-3]]です。

ダイオードのターンオフ損失の抽出された表は[[0, 0], [0.6e-3, 0.75e-3], [0.95e-3, 1.15e-3], [1.2e-3, 1.35e-3], [1.35e-3, 1.55e-3], [1.5e-3, 1.7e-3], [1.6e-3, 1.8e-3]]です。

抽出されたルックアップ テーブルは、一貫した構造に従います。 2D ルックアップ テーブルを使用する場合、電流値はルックアップ テーブルの x 軸にあり、温度値は y 軸にあります。 図 8 に、電流値 [I ₁ 、 I ₂ 、 I ₃ 、 I ₄ ] と温度値 [T ₁ 、 T ₂ ] の一般的な 2D ルックアップ テーブルの例を示します。エネルギー損失 E ₁は電流 I ₁と温度 T ₁に関連し、E 2 も電流 I 1 に関連しますが、温度 T ₂ 、 E _{3 は}電流 I ₂と温度 T ₁に関連し、以下同様に関連していると結論付けることが_できます。 図₉に、電流値 [I ₁ 、 I ₂ ]、電圧値 [V ₁ 、 V ₂ 、 V ₃ ] および温度値 [T ₁ 、 T ₂ ] の一般的な 3D ルックアップ テーブルの例を示します。この場合、E ₁からE ₆までのエネルギー損失は電流 I ₁に関連します。その中で、E ₁とE ₂は電圧 V ₁に関連し、E ₃とE _{4 は}電圧 V ₂に関連し、以下同様に続きます。最後に、E ₁は温度 T ₁に関連するスイッチングエネルギー、E _{2 は}温度 T ₂に関連し、E _{3 は}再び T ₁に関連し、以下同様に続きます。

その他のパラメータ

最後のフィールドは損失実行率で、損失を計算する速度を表します。この値はPWMスイッチング周期以上に設定することを推奨します。