IGBT Snubber Capacitors

IGBT Snubber Capacitors

In power electronics, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) are widely used for switching applications. Cependant, leur vitesse de commutation rapide peut entraîner des effets indésirables tels que :   

• dv/dt (taux de variation de la tension) élevé : Cela peut provoquer des pointes de tension excessives à travers l'IGBT, ce qui risque d'endommager l'appareil.  
• Di/dt (taux de variation du courant) élevé : Cela peut générer des interférences électromagnétiques (EMI) et solliciter les circuits associés.   

Circuits Snubber

Pour atténuer ces problèmes, on utilise des circuits snubber. Un composant clé de ces circuits est le condensateur snubber. 

Fonctionnement des condensateurs de ralentissement de l'IGBT

• Pointes de tension : Lorsque l'IGBT s'éteint, l'inductance parasite dans le circuit peut provoquer une augmentation rapide de la tension dans l'appareil. Le condensateur snubber absorbe cette surtension soudaine, limitant la tension de crête dans l'IGBT.  
• Commutation de courant : Pendant la transition vers l'arrêt, le condensateur snubber permet au courant de circuler temporairement, ce qui réduit le di/dt et minimise les interférences électromagnétiques.   

Principales caractéristiques des condensateurs de ralentissement IGBT

• Haute tension : Doit résister aux pics de tension qui se produisent lors de la commutation.
• Faible ESR (résistance série équivalente) : Minimise les pertes d'énergie dans le condensateur. 
• Capacité de charge/décharge rapide : Capable d'absorber et de libérer rapidement de l'énergie en cas de changement d'activité.
• Taille compacte : Pour minimiser l'encombrement des systèmes électroniques de puissance.

Types de condensateurs de ralentissement IGBT

• Condensateurs à film : Ils sont couramment utilisés en raison de leur tension nominale élevée, de leur faible ESR et de leur bonne stabilité à la température.
• Condensateurs céramiques : Ils offrent une capacité élevée dans un petit boîtier mais peuvent être limités en termes de tension nominale et de stabilité de température.   

Considérations relatives à la conception

La sélection et la conception des condensateurs snubber impliquent un examen minutieux des éléments suivants :

• Caractéristiques de commutation de l'IGBT : Temps d'allumage et d'extinction, courants de pointe et tensions.
• Paramètres du circuit : Inductance parasite, caractéristiques de charge.
• Topologie du circuit snubber : Les différentes configurations de snubber (R-C, RCD) ont des impacts variables sur les performances du circuit.  

Avantages de l'utilisation de condensateurs tampon

• Amélioration de la fiabilité de l'IGBT : Réduction des contraintes sur l'appareil, d'où une durée de vie plus longue.
• Réduction des émissions EMI : Minimise les interférences électromagnétiques.
• Amélioration de l'efficacité du système : Réduction des pertes de puissance grâce à la diminution des pertes de commutation.