The Current Sharing Optimization of Paralleled IGBTs in a Power Module Tile Using a PSpice Frequency Dependent Impedance Model
Notice bibliographique
Résumé
A full circuit model of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) power module tile is obtained using electro-magnetic analysis. A skin depth analysis on the copper and bonding wire interconnects shows that the commonly used low frequency RLC models are not adequate for power modules and reveals the necessity for a frequency dependent impedance. A method is adapted for the design of an f-dependent module tile design circuit for the first time. It is found that the importance of skin depth becomes vital especially for lower voltage ratings and faster edge rate devices as the Fourier transform becomes shifted towards higher frequencies. Analysis of the current sharing capability of the IGBTs as a function of the tile layout showed that an asymmetrical tile yields a faster response from the nearer IGBTs during inductive turn-off and an unbalanced sharing of the reverse recovery current during turn-on. A symmetric tile layout is developed. It is found that the faster current fall-time during turn-off is compensated by higher current tail oscillations thereby bringing no major improvement to the turn-off energy. During turn-on however, the reverse recovery and IGBT turn-on energy dissipation are equally distributed between the IGBTs. Simulating device imbalances also shows that threshold voltage variations have a significant effect on the current and energy sharing at turn-on whereas injection efficiency imbalances have a large influence on turn-off characteristics. The effect of device imbalances is found to decrease for a highly symmetric tile design. It is also shown that equally higher IGBT temperatures tend to improve current sharing so that IGBT module design emphasis should be placed rather on minimizing any differences in the IGBT junction temperatures. The model developed allows PSpice simulation of characteristics previously obtained only through measurements. The impact of the layout design on issues such as cross-talk, mutual inductance and ground bounce may be quickly and accurately assessed for an optimal current sharing capability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».