Exam text content

Tampereen teknillinen yliopisto 10.10. 2005
Tehoelektroniikan laitos Tehoelektroniikan komponentit TEL-1160
Teuvo Suntio, Mikko Hankaniemi 5 tehtävää/ 46 p

Tehtävä 1.

Tehtävä 2.

Tehtävä 3.

Tehtävä 4.

Tehtävä 5.

Määrittele lyhyesti seuraavat aihealueeseen liittyvät käsitteet (pelkkä suomennos ei riitä): a)
forward recovery time, b) IGBT, €) proximity effect, d) ESR, e) penetration depth ja f) eddy
current.

Tarkastellaan kuvan 1 mukaista kytkentää, jossa diodit Vj, ja Vo muodostavat erään hakkurin
toisiopuolen tasasuuntauksen, ja ovat fyysisesti sijoitettu samaan TO-220 koteloon. Kuvassa 1b
on esitetty diodin sijaiskytkentä.

a) Laske diodipaketin johtavuustilan häviöt, kun
1/.pys $7.JA 1 po =6A jäl, pys =6.3A,1, < =4A sekä
molemmille diodeille r, = 50m0 ja U, =0.7V (4p)

b) Määritä ko. diodipaketin rajapintalämpötila Tj, kun
kotelon lämpötila on 60 C ja Rruje =5 "C/W (2 p)

100 HF:n kondensaattorin sijaiskytkentä on esitetty
kuvassa 2. Oletetaan, että R, >>1/ joe.
Kondensaattorin ESL (L, ) = 15 nH ja häviökerroin tanö
= 02.

 

 

a) Mikä on kytkennän resonanssitaajuus? (2 p)

b) Millä taajuusalueella ko. kondensaattori toimii kondensaattorina? (2) = Kva?

€) Määritä ko. kondensaattorin ESR (R,), kun f = 100 kHz. (2 p)

Tehtävänäsi — on — suunnitella — diodin — estotilaan
kytkeytymisen aikana ilmenevän värähtelyn vähentävä
kuvan 3 mukaisesti. Tiedetään, että ko. värähtelyn
taajuus f =24MHz ja se johtuu piirin haja-
induktansseista ja — kapasitansseista. Hajainduktanssin
suuruudeksi on määritetty 10 uH. Käytä Raymond
Ridleyn kehittämää resonanssipiirin karakteriseen Kuva 3
impedanssiin perustuvaa menetelmää. Z, =VL/C 0, =1/4LC

 

    

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

Kuvaile lyhyesti MOSFETin häviömekanismit (5 p). Miksi IGBT:llä ei voida välttämättä
korvata MOSFETiä? (1 p).

1(1)