Snubber Kondensatoren für IGBT-Schaltungen

Die Tendenz der modernen Halbleitertechnik zu immer leistungsfähigeren Applikationen hat zur Folge, daß Schaltströme und Spannungsebenen kontinuierlich erhöht werden und parallel dazu die Schaltgeschwindigkeiten stark zunehmen.
Zu den neueste Entwicklungen im Leistungshalbleiterbereich zählt die Bauelementegruppe der IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder IGBT-Module.
Die mit IGBTs realisierbaren Schaltleistungen bei kürzesten Schaltzeiten bedingen einen sehr induktionsarmen Schaltungsaufbau. Sogar die geringe Eigeninduktivität des Leistungsbusses kann gefährliche Spannungsüberhöhungen zwischen Kollektor und Emitter induzieren, die zur Zerstörung der wertvollen Leistungshalbleiter führen können.

Typische

Spannungsüberhöhung

beim Abschaltvorgang

Zur Absicherung der Bauelemente werden sogenannte Snubberschutzbeschaltungen eingesetzt. Wichtigstes Bauelement ist dabei ein induktionsarmer Impulskondensator zum Bedämpfen bzw. Abschneiden der Spannungsspitzen. Im allgemeinen werden im Bereich der IGBTs drei Grundschal-
tungen von “snubber circuits” eingesetzt.

Schaltung A

Kondensator

Schaltung B

Kondensator-Widerstand-Diode

Schaltung C

Kondensator-Widerstand-Diode

Dabei hat der Kondensator die Aufgabe, gefährliche Induktionsspannungen, die beim Schalten der oftmals sehr hohen Ströme entstehen, zu unterdrücken. Die wichtigsten Kriterien für die Auswahl eines solchen Kondensators sind

- niedrige Eigeninduktivität

- niedriger ESR

- hohe Impulsbelastbarkeit

- geringer Verlustfaktor

Zur Minimierung der Eigeninduktivität ist es wichtig, den Kondensator möglichst nahe am zu schützenden Leistungshalbleiter montieren zu können. Darüber hinaus ist aufgrund der oftmals rauhen Umgebungsbedingungen in Industrieanwendungen eine hohe mechanische Stabilität erforderlich.

Basierend auf jahrzehntelangen Erfahrungen mit Polypropylen-Impulskondensatoren in allen erdenklichen Applikationsbereichen, wurden die Reihen WIMA Snubber MKP und WIMA Snubber FKP für die Bedürfnisse der Hochleistungs-Umrichtertechnik entwickelt und sind hinsichtlich Qualität und Zuverlässigkeit sowie der elektrischen Performance “State-of-the-Art”-Bauelemente.
Die WIMA Snubber Technologie ist in ihrer Form einzigartig.

Verlustarmes Polypropylen-Dielektrikum.

Hohe Impulsbelastbarkeit aufgrund doppelseitiger Metallisierung bzw. Film/Folien Aufbau.

Hohe Spannungs-/Überspannungsfestigkeit.

Induktionsarmer Aufbau durch Stirnkontaktierung.

Unterschiedliche Anschlußkonfigurationen.

Direkt kontaktierte Anschlußlaschen für sicheren Kontakt bei hoher Dauerstrombelastung.

Flammhemmendes Kunststoffgehäuse gemäß UL 94 V-0.

Fertigungsstandorte zertifiziert nach ISO 9001:2000.