在諸如PWM控制等發(fā)生復(fù)雜損耗的情況下,計(jì)算IGBT和FWD的損耗較困難。建議使用帶有演算功能的DSO(數(shù)字存儲(chǔ)示波器)等對(duì)實(shí)際工作的電路進(jìn)行測(cè)量。(例如:Tektronix的產(chǎn)品中備有動(dòng)力解析軟件TDSPWR3)選擇散熱器時(shí)需要知道大概的損耗,在此舉例介紹一下計(jì)算損耗的方法。
范例
PTMB75B12C, 變頻器輸出電流 (IOP) 75A, 控制率 (m) 1, 開關(guān)頻率 (f) 15kHz, 功率因數(shù)cosφ 0.85。
在此重新說(shuō)明一次,IGBT的損耗為通態(tài)損耗Psat、開通損耗PON、關(guān)斷損耗POFF之和,而FWD的損耗為通態(tài)損耗PF、反向恢復(fù)損耗PRR 之和。
由于 IOP=75A, VCE(sat) =2.2V (125℃), m=1, cosφ=0.85,Psat=35.5(W)
VF在75A、125℃條件下的 FWD 正向電壓為1.8V。PF=4.7W
從圖表上可以獲知,75A時(shí)1脈沖單位的開通、關(guān)斷、反向恢復(fù)能量分別為7.5mJ、7mJ、6mJ。與頻率(15kHz)、還有1/π*1相乘后,即可得出平均損耗。
EON=35.8(W)、EOFF=33.4(W)、ERR=28.6(W)
單個(gè)IGBT、FWD的損耗:
單個(gè)IGBT的 單個(gè)FWD的
平均損耗范例 平均損耗范例
104.7W 33.3W
(Psat+PON+POFF) (PF+PRR)
各個(gè)IGBT、FWD的損耗:模塊整體的損耗828W
各個(gè)IGBT、FWD的溫度上升:
IGBT:Rth(j-c)=0.3℃/W,ΔT(j-c)=31.4℃
FWD:Rth(j-c)=0.6℃/W,ΔT(j-c)=20.0℃
相對(duì)于外殼溫度的過(guò)渡結(jié)溫上升:
上一頁(yè)所計(jì)算的溫度上升是平均或穩(wěn)態(tài)的數(shù)值。根據(jù)需要,可以使用過(guò)渡熱阻計(jì)算溫度上升的最高值。
rth(t)是時(shí)間t的過(guò)渡熱阻
對(duì)于內(nèi)置有多個(gè)IGBT的模塊,選取損耗最大(溫度上升最高)的IGBT,另加上上述的溫度脈動(dòng)部分。