Peranti pensuisan seperti MOSFET, IGBT dan BJT digunakan secara meluas
dalam kuasa aplikasi elektronik. Walau bagaimanapun, kegagalan peranti pensuisan
boleh berlaku disebabkan oleh kecacatan pembuatan atau ralat yang berkaitan
pendawaian. Sebagai akibatnya, masalah utama seperti litar pintas dan peralatan
rosak akan berlaku. Oleh itu, adalah penting untuk mewujudkan satu sistem yang
boleh mengesan kegagalan peranti pensuisan untuk mencegah kerosakan selanjutnya.
Pembangunan sistem pengesanan kegagalan untuk peranti pensuisan terdiri daripada
dua komponen penting iaitu H-bridge model dan MATLAB fungsi
pengekodan. Kedua-dua komponen yang dibina dengan menggunakan perisian
MATLAB R2017b bagi kerja-kerja simulasi. Reka H-bridge terdiri daripada empat
MOSFET kuasa. Fungsi H-Bridge adalah untuk mensimulasikan kegagalan peranti
pensuisan. Di samping itu, MATLAB fungsi pengekodan dibina untuk mengesan
kegagalan peranti pensuisan. Di samping itu, MATLAB fungsi pengekodan dibina
untuk mengesan kegagalan peranti pensuisan. Dari simulasi H-bridge, nilai-nilai arus,
suhu, dan dv/dt diekstrak. Nilai diekstrak ditugaskan sebagai masukan untuk fungsi
MATLAB pengekodan untuk mengesan kegagalan peranti pensuisan. Penarafan
mutlak maksimum arus, suhu dan dV / dt masing-masing 50A, 150℃, dan
50V/ns. Dalam projek ini, dua masukan DC voltan yang berbeza, 24V dan 600V
dibekalkan kepada H-bridge untuk menguji kerja sistem pengesanan
kegagalan. Apabila 24V dibekalkan kepada H-Bridge Inverter pengesanan kegagalan
menunjukkan bahawa tiada kegagalan berlaku kepada peranti pensuisan. Sementara
itu, apabila 600V dibekalkan kepada H-bridge pengesanan kegagalan dapat
mengesan kegagalan yang berlaku kepada peranti pensuisan kerana nilai keluaran
arus, suhu dan dV/dt dari simulasi H-bridge adalah lebih tinggi daripada nilai
maksimum mutlaknya. Hasilnya menunjukkan bahawa kegagalan dalam peranti
pensuisan boleh dikesan dengan menggunakan sistem pengesanan kegagalan yang
telah dicipta.
_______________________________________________________________________________________________________
Switching devices such as MOSFET, IGBT and BJT are widely used in
power electronic applications. However, the failures of the switching devices can
occur due to the manufacturing defects or the errors in the wiring connection. As the
consequences, major problems such as short circuited and damaged equipment will
occur. Therefore, it is important to create a system that can detect the failure of the
switching devices to prevent further damages. The development of the failure
detection system for the switching devices consists of two important components
which are H-bridge Inverter model and the MATLAB Function coding. Both
components are built by using MATLAB R2017b software for the simulation works.
The H-bridge design is made up of four power MOSFETs. The function of H-bridge
is to simulate the failure of the switching devices. In addition, MATLAB Function
coding is built to detect the failure of the switching devices. From the H-Bridge
Inverter simulation, the values of current, temperature, and dv/dt are extracted. The
extracted values are assigned as the input for the MATLAB Function coding to
detect the failure of the switching devices. The maximum absolute rating of current,
temperature and dV/dt are 50A, 150℃, and 50V/ns respectively. In this project, two
different input DC voltage, 24V, and 600V are supplied to the H-Bridge Inverter to
test the working of the failure detection system. When 24V is supplied to the HBridge
Inverter the failure detection shows that no failure occurred to the switching
devices. Meanwhile, when the 600V is supplied to the H-Bridge Inverter the failure
detection able to detect the failure that occurs to the switching devices due to the
output rating of the current, temperature and dV/dt from the H-Bridge simulation are
higher than its absolute maximum rating of the Power MOSFET. The result shows
that the failures in the switching devices can be detected by using the failure
detection system that has been created.
Failure detection of switching device in a cascaded h-bridge modular multilevel converter / Nurnazmi Syuhada Nazeri