試談IGBT耗散功率計算

1、IGBT耗散功率計算不管是正常負(fù)荷依舊超負(fù)荷，IGBT安全工作必須確保結(jié)溫 L 不超討丁汨閔。一關(guān)于IGBT及損耗IGBT模塊由IGBT本部和續(xù)流二極管FWD組成，各自發(fā)生的 損耗的合計為IGBT模塊整體損耗；同時，IGBT的損耗又分為通 態(tài)（穩(wěn)態(tài)）損耗和交換（開關(guān)）損耗。通態(tài)損耗可通過穩(wěn)態(tài)輸出特性計算;交換損耗可通過交換損耗-集電極電流特性來計算。IGBT （本部）耗散功率計算1、通態(tài)功耗的計算IGBT通態(tài)平均功耗是通態(tài)損耗近似是粘譏已）Ic一-集電極電流Dy占空比PWM應(yīng)用時，近似通態(tài)損耗 氏銚= Vce（薊t） x lx Dt2、開關(guān)損耗計算開關(guān)損耗精確計算：測量開關(guān)過程中的波形，對其進(jìn)

2、行積分（積分時刻是開通時刻或關(guān)斷時刻）P$w(on) t Jon(:it) - *e(闕°(t) ' dti卩趙-tjfijt) %EO【)(t)'d )t開通損耗:關(guān)斷損耗:也巴曲的積分面積是以焦耳為單位的開關(guān)能量總的開關(guān)損耗是開通與關(guān)斷過程所損耗能量之和，平均開關(guān)損耗是單位脈沖開關(guān)損耗與開關(guān)頻率相乘后得到:sw = fPWM X lEON + EOFp實際上-集電極電流特性曲線來估算大多數(shù)IGBT都會提供交換損耗與集電極電流特性曲線，如下圖:swrtcfianQ losses IGE3T匸=* (Io).= r (lc)VtSE = ±15 V FCti

3、f = 0,91 d 尺 J.皆=1,2 a. Vce = i eoo V. Twj T 2S*C. Cge = 220 nFIo AJ依據(jù)IGBT實際流過的電流值，查曲線得到 和，即可計算平均開關(guān)損耗:=Gwm xeon3、 IGBT本部總損耗是通態(tài)損耗和開關(guān)損耗之和三IGBT（FWD-二極管部）功率損耗PpWD = Vf X 】D 四VVVF變頻器中IGBT模塊的功耗計算 在SPW碉制的變頻器中，IGBT的電流值及占空比經(jīng)常變換，使 得功耗計算專門困難。以下是估算公式:1每一個IGBT的平均通態(tài)損耗fl D2每一個IGBT的平均開關(guān)損耗E°n 十 off!3每一個橋臂IGBT的總

4、功耗4反并聯(lián)續(xù)流二極管的通態(tài)平均功耗5每一個IGBT總功耗Plotid _ Pjgbl + PpWD計算舉例條件:IGBT： eupec 公司型號：FZ1200R33KF2C 開關(guān)頻率20kHz;功率因素0.8 ;SPW變頻器，400Kva,320kW。占空比D=50%工作電流IC=600A峰值電流Icp=600* _查IGBT手冊一=900口VCE(sat)=2 5V以下是計算：則每一個IGBT通態(tài)損耗:廠105=600 X 3 X 2"（廿硏 X 鋤=355w每一個IGBT開關(guān)損耗:SW=齊(E°n + E°ff)x 5wm =玄 1415926。°°° + 加。)x = 12095W續(xù)流二極管損耗:cos 日)=600 x、2 x 2,53tt /卩<80.53 X TT=40WIGBT模塊總損耗:P = 6 審(355 + 12095 + 44) = 12494 x 6 = 74964W再加上整流損耗，操縱系統(tǒng)損耗，此計算表明變頻器總損耗在80kW左右。效率80/400=0.2 1- 0.2=80%變頻器效率80%計算結(jié)果顯示