1、 IGBT 损耗计算单元内部损耗主要由单元内部的 IGBT、整流桥、均压电阻、电解电容等产生,算出这些器件的损耗值便能算出单元的效率。一、IGBT 损耗计算IGBT 的损耗主要分为 IGBT 的通态损耗和开关损耗以及 IGBT 中续流二极管的通态损耗和开关损耗, (1)IGBT 的通态损耗估算IGBT 的通态损耗主要由 IGBT 在导通时的饱和电压 Vce 和 IGBT 的结热阻产生, IGBT 通态损耗的计算公式为: )38(cos)4(21_ 22 IpRthjcIpVemIpRthjcIpVceigbtPt 式中:Pt-igbt-IGBT 的通态损耗功率( W)Vce-IGBT 通态正向
2、管压降( V)Rthjc-IGBT 结热阻(K/W )Ip-IGBT 通态时的电流( A)m-正弦调制 PWM 输出占空比cos-PWM 输出功率因数(2)IGBT 开关损耗计算IGBT 的开关损耗主要是由于 IGBT 开通和关断过程中电流 Ic 与电压 Vce有重叠,进而产生开通能耗 Eon 和关断能耗 Eoff, IGBT 的开关能耗大小与IGBT 开通和关断时的电流 Ic、电压 Vce 和芯片的结温有关, IGBT 开关能好的计算公式为:)(*1EofnfigbtPk 式中:Pk-igbt-IGBT 开关热损耗值(W)f-IGBT 开关频率( Hz)Eon-IGBT 单次接通脉冲的能量损
3、耗(W )Eoff-IGBT 单次关断脉冲的能量损耗( W)(3)续流二极管通态损耗计算续流二极管在导通状态下存在正向导通压降 Vf,其大小由通过的电流和芯片的结温有关。由于 Vf 和结热阻的存在,当有电流通过时会生成二极管在通态状态下的损耗。二极管在通态时的损耗计算公式为:)38(cos)4(21_ 22 IpRthjkIpVfmIpRthjkIpVfdioePt 式中: Pt-diode-续流二极管开关热损耗(W)Vf-续流二极管通态正向管压降(V)Ip-IGBT 通过续流二极管的运行电流(A)m-正弦调制 PWM 输出占空比cos-PWM 输出功率因数Rthjk-二极管结热阻(K/W)(
4、4)续流二极管开关损耗计算续流二极管的开关损耗主要由续流二极管恢复关断状态产生,其大小与正向导通时的电流、电流的变化率 di/dt、反向电压和芯片的结温有关。续流二极管开关能耗计算公式为: EoffdioePk*1式中:Pk-diode-续流二极管开关热损耗(W)f-二极管关断频率( Hz)Eoff-二极管单次关断脉冲的能量损耗(W)因为一个功率单元中有四个 IGBT 搭成 H 桥形输出正弦调制 PWM 波,在同一时刻只有两个 IGBT 工作,所以每个功率单元的 IGBT 总损耗为:Pz-igbt= Pd-igbt * 2式中:Pd-igbt-单个 IGBT 的总功耗Pz-igbt-一个功率单元中 IGBT 的总功耗