Exam text content

mn SN

Tampereen teknillinen yliopisto 7.2. 2011
Sähköenergiatekniikan laitos Tehoelektroniikan komponentit TEL-1160

Teuvo Suntio Oma laskin sallittu 5
tehtävää/ 4 6 p

Tehtävä 1.

Määrittele lyhyesti seuraavat aihealueeseen liittyvät käsitteet (pelkkä suomennos ei riitä) tai
piirrä kysytyn komponentin symboli: a) N-tyypin MOSFETin symboli, b) IGBT, €) IGBT:n
symboli d) ESR, e) reverse recovery time ja £) eddy current.

Tehtävä 2.
Tarkastellaan kuvan ] mukaista kytkentää, jossa diodit V; ja V» muodostavat erään hakkurin
toisiopuolen tasasuuntauksen, ja ovat fyysisesti sijoitettu samaan TO-220 koteloon. Kuvassa 1b
on esitetty diodin sijaiskytkentä.

i v
a) Laske diodipaketin johtavuustilan häviöt, kun
Its TIA hy p0 =6A jäl pys =63A, lao JA Sekä N
molemmille diodeille r, =50m? ja U, =0.7V (4p) v,
1 U

b) Määritä ko. diodien rajapintalämpötilat (Tj), kun

kotelon lämpötila on 60 *C ja Ryj, = 5 "C/W (2 p) p) ol)

Kuva 1
Tehtävä 3.
MOSFETin datalehdellä on määritetty: C,, =1200pF , C,,, =400pF, C,, =30pF, rj,, =0.92 2
ja V, =2V.

a) Mitkä ovat ko. MOSFET:in C,,, C,; ja C,?(3p)

JE

b) Lakse MOSFET:in hajakapasitansseista johtuva tehohäviö, kun estojännite on 400 V ja
kytkentätaajuus 100 kHz (1p)

€) Mikä on ko. MOSFET:in johtavuustilan tehohäviö, kun sen virran tehollisarvo on 5 A ja
tasavirta-arvo 3 A%1p)

d) Mitä tapahtuu, jos hilajännitteessä esiintyy 2.5 V positiivinen piikki off-tilan aikana? (1p).

Tehtävä 4.
Tehtävänäsi —on — suunnitella — diodin — estotilaan
kytkeytymisen aikana ilmenevän värähtelyn vähentävä
kuvan 2 mukaisesti. Tiedetään, että ko. värähtelyn
taajuus f =24 MHz ja se johtuu piirin haja-
induktansseista ja — kapasitansseista. Hajainduktanssin
suuruudeksi on määritetty 10 uH. Käytä Raymond
Ridleyn kehittämää resonanssipiirin karakteriseen Kuva 2

impedanssiin perustuvaa menetelmää. Z, =VL/C &=1/VLC

 

a) Mitoita C, (2 p)
b) Mitoita R, (2 p)
c) Mikä on alkuperäisen piirin hajakapasitanssin suuruus? (2 p)

1(2)
jonas. maykkynin O tut A

Tampereen teknillinen yliopisto 7.2. 2011
Sähköenergiatekniikan laitos Tehoelektroniikan komponentit TEL-1160

Teuvo Suntio Oma laskin sallittu 5
tehtävää/ 4 6 p

Tehtävä 5.

a) Määrittele magneettipiirin sydämen ja käämien häviölähteistä vähintään neljä (4p). b)
Kuvassa 3a on esitetty sydänmateriaalin tyypillinen BH käyrä. Kuvassa 3b on esitetty kelan
virran muoto. Piirrä sitä vastaava kelan sydämen BH käyrä kuvan 4a mukaisesti, kun oletetaan,

että |B| <|B

 

(2p).

sat

 

Kuva3 a) b)

22)