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 今回のコラムはパワーデバイス・イネーブリング協会(PDEA)が主催する「半導体技術者検定エレクトロニクス2級(パワーエレクトロニクス)」の予想問題を紹介する。

 本稿ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)モジュールのスイッチング波形について問う。誘導負荷のスイッチング回路にIGBTモジュールを用いると、スイッチング波形に過剰なオーバーシュートが発生する場合がある。これがスイッチング損失を増大させるだけではなく、仮にこれがSOA(Safe Operating Area)を超えるとIGBTやFWD(Free Wheeling Diode)の破壊に繋がるため、これを抑えた回路設計をする必要がある。検定に合格するためにはぜひ正解しておきたい。

 今回の問題の難易度は★★★である。本コラムでは紹介する問題の難易度を★の数(難易度に応じて1~5個)で表しており、★の数が多いほど難しい。今回は標準レベルの問題である。

【問題22】難易度:★★★

 図1に示すIGBTモジュールのスイッチング特性測定回路から得られる波形に関して、以下の中で誤っているものを選びなさい。

  • (1)コレクタ電圧$V_{CE}$のオーバーシュート(A)は寄生インダクタンス$L_p$に起因する。
  • (2)コレクタ電流$I_C$のオーバーシュート(B)はハイサイドFWDに起因する。
  • (3)ゲート抵抗$R_G$を大きくすると、上記(A)は低下する。
  • (4)$R_G$を大きくすると、上記(B)は上昇する。
図1 IGBTモジュールのスイッチング波形
図1 IGBTモジュールのスイッチング波形
(a)のハイサイドIGBTは常にオフ設定されており、ローサイドIGBTのスイッチング特性を測定する。(出所:パワーデバイス・イネーブリング協会)
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