Hallo! Der Durchlasswiderstand eines IGBTs ist ja in der Regel niedriger als bei MOSFETs, dafür haben MOSFETs keine Durchbruchspannung, haben also bei geringen Leistungen ihre Vorteile. Aber wie sieht das eigentlich mit den Schaltenergien aus? Haben MOSFETs geringere Schaltverluste? Und wenn ja, gilt das auch bei sehr hohen Leistungen trotz Dioden-Rückstrom? Besten Dank!
MOSFET haben normalerweise kleinere Schaltverluste, weil kein Tailstrom wie bei IGBT vorhanden ist. Diodenrückstrom hast du immer, sobald die Freilaufdioden im Eingriff sind. Das ist unabhängig von IGBT oder MOSFET. Man kann aber Schottkydioden verwenden, die haben prinzipbedingt (fast) keinen Rückstrom. In den Spannungsbereichen, in denen IGBT eingsetzt werden, gibt es Schottkydioden aber nur in SiC.
Danke für die schnelle Antwort! SiC ist dann vermutlich Siliciumcarbid? Dann scheinen in meinem Fall tatsächlich die Freilaufdioden den Unterschied zu machen. Mein CoolMOS mit einer Body-Diode hat nämlich laut meiner Rechnung deutlich größere Schaltverluste hat als ein IGBT-Modul mit externer Freilaufdiode (jeweils für 650V Sperr).
Ja, SiC = Siliciumcarbid. hrf schrieb: > Dann scheinen in meinem Fall tatsächlich die Freilaufdioden den > Unterschied zu machen. Mein CoolMOS mit einer Body-Diode hat nämlich > laut meiner Rechnung deutlich größere Schaltverluste hat als ein > IGBT-Modul mit externer Freilaufdiode (jeweils für 650V Sperr). Da würde ich deine Rechnung stark anzweifeln, es sei denn du verwendest beim IGBT tatsächlich SiC-Freilaufdioden. Den Einfluss der Freilaufdiode kannst du anhand der Qrr (Reverse Recovery Charge) erkennen. Diese ist in etwa proportional zur Verlustleistung, die durch die Freilaufdiode entsteht.
Das IGBT-Modul ist von Infineon, das ich mir anschaue: http://www.infineon.com/dgdl/DS_FS200R07A1E3_3_0.PDF?folderId=db3a304412b407950112b4095af601e2&fileId=db3a304325afd6e001261d03d4e36001 Bei meinem MOSFET mit Body-Diode komme ich auf deutlich größere Schaltverluste, weil die Sperrverzugsladung dort deutlich größer ist. http://www.infineon.com/dgdl/IPW65R037C6_2_0.pdf?folderId=db3a3043163797a6011637d4bae7003b&fileId=db3a3043337a914d0133877a719210a9 Beim MOSFET ist die Sperrverzugsladung mit 36µC deutlich höher als beim IGBT-Modul mit 8 bis 18,5µC (je nach Kerntemperatur). Und das, obwohl das IGBT-Modul 3 mal so viel Strom führen kann, ich also 3 von den MOSFETs brauche, also auch die Schaltenergie mal 3. Aber könnte ja sein, dass in dem IGBT-Modul so eine SiC-Diode drin sind (?). Oder die Body-Diode ist einfach ziemlich unterlegen zu externen Dioden, was die Schaltverluste angeht (?)
Nein, eine SiC-Diode wird nicht einfach mal zufällig verbaut. Die Module sind dann nämlich ganz schnell 2-3 Mal teurer. Der Vergleich hinkt sehr, das IGBT-Modul und der MOSFET spielen in zwei unterschiedlichen Ligen (80A vs. 250A bei Tc=25°). Da ist doch eigentlich völlig logisch, dass der MOSFET niemals mithalten kann.
Du vergleichst Äpfel mit Birnen, bzw. ne Parabel mit einer Geraden. Beide haben ihre Vorzüge.
Stimmt, der MOSFET schafft leider nur 80A , deshalb müsste ich da ja 3 von parallel schalten, um ähnliche Bauleistungen zu haben. Das ist schon Maximum bei Infineon, was der an Strom schafft. Deshalb bleibt mir leider nichts anderes übrig, als Äpfel mit Birnen zu vergleichen. Bei kleineren Leistungen hat ein MOSFET bestimmt seine Vorteile. Aber wenn ich Halbleiter benötige, die 650V Sperrspannung aushalten und dazu noch dreistelligen Strömen standhalten sollen, gibt es dann auch noch etwas, was für einen MOSFET spricht? Wenns anscheinend nichtmal die Schaltverluste sind? Oder meint ihr mit Äpfel und Birnen, dass man dem MOSFET dann auch eine externe Diode spendieren müsste, um die Sperrverzögerungsladungen auf das Level zu bekommen wie bei dem IGBT-Modul? Besten Dank für eure Einschätzungen :)
Externe Bodydiode beim MOSFET bringt nichts, weil die interne trotzdem aktiv bleibt und die Flusspannungen zu nahe beieinander liegen. Du bräuchtest dann noch eine zusätzliche Diode in Serie zum MOSFET und verlierst dadurch die Rückwärtsleitfähigkeit und hast natürlich höhere Durchlassverluste. Im dreistelligen Amperebereich bei solchen Spannungen spricht wirklich gar nichts mehr für den MOSFET. Nimm ein IGBT. So schlecht ist die Teillastperformance auch nicht, es sei denn du bist zu 99% im einstelligen Lastbereich unterwegs und es kommt dir zu diesem Zeitpunkt auf jedes mW an.
Genau genommen möchte ich die IGBT-Module einem Wechselrichter spendieren, der den Motor eines Elektroautos mit bis zu 40kW füttert. Da komme ich dann für meine Transistoren auf Scheitelwerte von 166A. Allerdings schaue ich mir das nur theoretisch an und wollte dabei auch überprüfen, ob IGBT-Module oder MOSFETs verlustärmer sind. Aber ich merke schon, dass in solchen Leistungsbereichen IGBTs einfach die beste Lösung sind. Danke für die Denkanstöße :)
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