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3相變頻器的損耗和溫度上升

在諸如PWM控制等發生復雜損耗的情況下,計算IGBT和FWD的損耗較困難。建議使用帶有演算功能的DSO(數字存儲示波器)等對實際工作的電路進行測量。(例如:Tektronix的產品中備有動力解析軟件TDSPWR3)選擇散熱器時需要知道大概的損耗北京赛车-首页_Welcome北京赛车-首页_Welcome,在此舉例介紹一下計算損耗的方法。
范例
PTMB75B12C, 變頻器輸出電流 (IOP) 75A, 控制率 (m) 1, 開關頻率 (f) 15kHz, 功率因數cosφ 0.85。
變頻器拓撲
在此重新說明一次,IGBT的損耗為通態損耗Psat、開通損耗PON、關斷損耗POFF之和北京赛车-首页_Welcome,而FWD的損耗為通態損耗PF北京赛车-首页_Welcome、反向恢復損耗PRR 之和。 
各個IGBT北京赛车-首页_Welcome、FWD的損耗
由于 IOP=75A, VCE(sat) =2.2V (125℃), m=1, cosφ=0.85,Psat=35.5(W)
通態損耗PF
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1脈沖單位的開通北京赛车-首页_Welcome、關斷北京赛车-首页_Welcome、反向恢復能量分別為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IGBT、FWD的損耗:
單個IGBT的                          單個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IGBT北京赛车-首页_Welcome、FWD的損耗:模塊整體的損耗828W
各個IGBT、FWD的損耗
各個IGBT、FWD的溫度上升:
IGBT:Rth(j-c)=0.3℃/W北京赛车-首页_Welcome,ΔT(j-c)=31.4℃
FWD:Rth(j-c)=0.6℃/W,ΔT(j-c)=20.0℃
各個IGBT、FWD的溫度上升
相對于外殼溫度的過渡結溫上升:
上一頁所計算的溫度上升是平均或穩態的數值。根據需要,可以使用過渡熱阻計算溫度上升的最高值。
過渡熱阻計算溫度上升的最高值
rth(t)是時間t的過渡熱阻
過渡熱阻
對于內置有多個IGBT的模塊北京赛车-首页_Welcome北京赛车-首页_Welcome,選取損耗最大(溫度上升最高)的IGBT,另加上上述的溫度脈動部分。

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