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智能设备方案下的变频器功率模块精选低频输出技巧大揭秘

[摘要]:热计算是功率模块选型的关键要素,目前正逐步从依赖经验或模仿转向精确的仿真计算。本文探讨了功率半导体发热仿真计算的历史与原理,并重点阐述了在变频器低频输出条件下,通过高效算法计算IGBT等效结温的方法。[关键词]: 功率器件、交变损耗、开关损耗、热管理

引言

自20世纪90年代起,IGBT(绝缘栅双极晶体管)迅速取代GTR(大功率双极晶体管),成为电力电子领域主导器件之一。随着新世纪到来,人们对节能环保和能源可持续性的重视日益增长,加之全球能源短缺现象,使得电力电子技术得到广泛应用。在IGBT工作过程中产生大量热量,如果未能及时散去,可导致温度过高,引发器件失效甚至爆炸。

仪器功率损耗计算原理

在工程实践中,我们可以通过以下公式表示IGBT内部产生的损耗:

Pcond = Iav· VTO + Irms²· rT

其中:

Iav为通态电流平均值;

Irms为有效值;

Fi为电流波形系数。

利用这些参数,可以准确预测在不同负载下的通态损耗。此外,对于反向截止和正向截止损耗也可进行相应处理,但通常被忽略不计。

正弦调制PWM逆变器性能分析

1992年,由D.Srajber提出了一种基于图形化近似法则来估算正弦调制PWM逆变器中的功消与温升。这一方法已被广泛接受并应用于实际设计中。该方法采用线性近似模型来描述一个周期内所需平均损失,从而推断出芯片平均结温。

综上所述,本文深入探讨了如何通过精确仿真计算优化选择最佳功率模块,以及在低频输出工况下提高其稳定性和寿命,为实现更安全、高效和经济的电力电子设备设计提供理论基础。

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