变-频-控-制-中-IGBTIPM-模-块-的-选-型-问-题PPT演示课件

1、1-1,1. 变频驱动应用中功率模块选型时的考虑要点,VCC,VCC = 直流母线电压,ICP = 最大输出电流峰值,选型判据,负载马达,电气特性 (VCE, IC,热特性 ( Tj,在开关安全工作区内 SOA( VCE vs. IC,Tj(max) 150,变 频 控 制 中 IGBT/IPM 模 块 的 选 型 问 题,为了选择模块，首先要搞清楚最恶劣工况下的应用条件：包括Vcc、Icp、fsw(开关频率)、Tf(散热器温度)，等,1-2,Switching SOA,IC(rating,2IC(rating,600V,1200V,i,集电极-发射极(C-E)之间电压,集电极电流,Vce,I

2、GBT/IPM容量的选择： 集电极电流：Ic(rating) 1/2Icp Ic(rating) = Icp b) 集电极-发射极间电压： VCES 集电极-发射极间的最大电压 (including any surge voltage between C-E) Max. collector-emitter voltage : VCES 3/2Vcc,由此可初选一模块，然后再根据具体应用条件进行热计算，以便判断它是否满足下述的热判据,选型考虑要点1: 电气判据的限制,1-3,功率模块的热判据：Tj(max.)150C Tj(max.)125C,Step1:根据模块的通态特性和开关特性计算IGBT

3、和FWD的总功耗 （包括通态损耗和开关损耗）； Step2: 根据总功耗和热阻计算结温Tj(IGBT)和Tj(FWD)； Step3: 通过比较计算所得的结温Tj与上述热判据来进行判断,Power loss,Temperature,Judge,此为重点也是难点,选型考虑要点2: 热判据的限制,1-4,1) IGBT静态损耗 (Static loss,vout,iout,Power factor: cosj,ic,VCE(sat,ICP : Max.peak collector current,VCE(sat) ICP,j,2. 关于功率模块的功耗计算,ICP,VCE,i,t,From appl

4、ication,From data-sheet,From application,1-5,2) IGBT开关损耗 (Switching loss,Tsw=1/fsw,Esw(on) at ICP,Esw(off) at ICP,E,E,i,i,3) IGBT总损耗 (total power loss,PQ = Pss + Psw,Esw(on,ICP,ICP,Esw(off,i,t,fC : Carrier freq,From data-sheet,From data-sheet,From application,1-6,4) 续流二极管导通损耗 (FWD conduction loss,iC

5、,VEC,vout,iout,IEP,vEC,i,v,t,i,t,IEP : Max. peak emitter current =ICP,From application,From data-sheet,Power factor: cosj,From application,VEC IEP,j,1-7,5) 续流二极管恢复损耗 (FWD recovery loss,Tsw=1/fsw,E,iC,Err,Err at IEP,Recovery loss,IEP,6) 续流二极管总损耗,PD = PDC + Prr,i,t,From data-sheet,From application,fc:

6、 Carrier freq,1-8,Rth(c-f,Rth(j-c)R,Rth(j-c)Q,PQ=Pss+Psw,PD=PDC+Prr,T(j-c)Q,T(j-c)R,T(c-f,Heat sink,功率模块的热等效电路,1-9,1) IGBT结温 (junction temperature,2) FWD结温 (junction temperature,关于功率模块的结温计算,结论：若Tj大于125，则说明模块容量不够，应选择大一级容量的模块再重新上述计算；若Tj远小于125，则说明模块裕量较大，可选择小一级容量的模块再重新上述计算；若Tj小于并接近125，则说明模块选择得很合适。 需强调的是

7、：前面所给的应用条件(若Vcc/Icp/fc等)应是最恶劣工况下的条件,1-10,功率模块选型判据总结,Rating of IPM,Max. value,Recommend,VCES,IC,Tj,Note（*）：Under worst case,1-11,附录：三菱提供的IGBT-MODIPM功耗计算仿真软件,由于上述功耗计算是重点也是难点，三菱公司为此开发了一套关于IGBT/IPM模块的功耗计算仿真软件，利用此软件便可方便地进行前述的计算与判断。同时此仿真软件也给出了一些对设计人员进行设计判断来说非常有用的参数曲线，如：在一定条件下，允许的最大负载峰值电流随开关频率的变化情况，结温随峰值电流的变化情况，等等。 另外，计算出来的功耗还可用于进行散热器设计。 客户可从下列有关