Kapasitor Snubber IGBT

Kapasitor Snubber IGBT

Dalam elektronika daya, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) secara luas digunakan untuk aplikasi switching. Namun demikian, kecepatan peralihannya yang cepat dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan, seperti:   

• dv/dt tinggi (laju perubahan tegangan): Hal ini dapat menyebabkan lonjakan tegangan yang berlebihan pada IGBT, yang berpotensi merusak perangkat.  
• Di/dt tinggi (laju perubahan arus): Hal ini dapat menimbulkan interferensi elektromagnetik (EMI) dan membuat sirkuit terkait menjadi stres.   

Sirkuit Snubber

Untuk mengurangi masalah ini, sirkuit snubber digunakan. Komponen kunci dari rangkaian ini adalah kapasitor snubber. 

Cara Kerja Kapasitor Snubber IGBT

• Lonjakan Tegangan: Ketika IGBT mati, induktansi parasit di sirkuit dapat menyebabkan kenaikan tegangan yang cepat di seluruh perangkat. Kapasitor snubber menyerap lonjakan tegangan yang tiba-tiba ini, membatasi tegangan puncak di IGBT.  
• Peralihan saat ini: Selama transisi turn-off, kapasitor snubber menyediakan jalur bagi arus untuk mengalir sementara, mengurangi di/dt dan meminimalkan EMI.   

Karakteristik Utama Kapasitor Snubber IGBT

• Peringkat Tegangan Tinggi: Harus tahan terhadap tegangan puncak yang terjadi selama peralihan.
• ESR (Resistensi Seri Ekuivalen) yang rendah: Meminimalkan kehilangan energi di dalam kapasitor. 
• Kemampuan Pengisian/Pengosongan Daya yang Cepat: Mampu menyerap dan melepaskan energi dengan cepat selama acara peralihan.
• Ukuran Ringkas: Untuk meminimalkan kebutuhan ruang dalam sistem elektronik daya.

Jenis-jenis Kapasitor Snubber IGBT

• Kapasitor Film: Umumnya digunakan karena peringkat voltase yang tinggi, ESR yang rendah, dan stabilitas suhu yang baik.
• Kapasitor Keramik: Menawarkan kapasitansi tinggi dalam kemasan kecil tetapi mungkin memiliki keterbatasan dalam peringkat tegangan dan stabilitas suhu.   

Pertimbangan Desain

Pemilihan dan desain kapasitor snubber melibatkan pertimbangan yang cermat:

• Karakteristik pengalihan IGBT: Waktu hidup/mati, arus puncak, dan tegangan.
• Parameter sirkuit: Induktansi parasit, karakteristik beban.
• Topologi sirkuit snubber: Konfigurasi snubber yang berbeda (R-C, RCD) memiliki dampak yang berbeda-beda pada kinerja sirkuit.  

Manfaat Menggunakan Kapasitor Snubber

• Keandalan IGBT yang lebih baik: Mengurangi stres pada perangkat, sehingga umurnya lebih panjang.
• Mengurangi emisi EMI: Meminimalkan gangguan elektromagnetik.
• Peningkatan efisiensi sistem: Mengurangi kehilangan daya karena kehilangan switching yang lebih rendah.