6参数计算(典型缓冲电路)
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(B) 缓流电感Lk的选择 缓流电感Lk Lk的选择
由前述,Lk可减低开通损耗,但却产生关断电 由前述,Lk可减低开通损耗, 可减低开通损耗 压过冲Δ 故可按器件耐压来选择Lk Lk, 压过冲ΔU,故可按器件耐压来选择Lk,设关断前存 储在Lk中的磁能在VG关断时完全转化为Cs中电能, Lk中的磁能在VG关断时完全转化为Cs中电能 储在Lk中的磁能在VG关断时完全转化为Cs中电能, 则有
3.5.7 缓冲电路参数的选择
根据上述分析,对缓冲电路参数选择必须 根据上述分析, 注意以下几点: 注意以下几点: 1) 缓冲电路参数对电路开通和关断性能都 会产生影响,但效果相悖, Lk可使iL在开 可使iL 会产生影响,但效果相悖,如Lk可使iL在开 通中缓升,却在关断中产生Δ Cs可使 可使uce 通中缓升,却在关断中产生ΔU;Cs可使uce 在关断时缓升,却使ic ic在开通时叠加放电电 在关断时缓升,却使ic在开通时叠加放电电 流等, 流等,故选择参数应兼顾器件开通和关断两 方面。 方面。
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(A) 缓压电容Cs的选择 缓压电容Cs Cs的选择
设VG关断中ic无拖尾 VG关断中ic无拖尾 关断中ic 并按线性下降,其时间为tf tf, 并按线性下降,其时间为tf, Cs作用下uce缓升至Ud的 作用下uce缓升至Ud 在Cs作用下uce缓升至Ud的 时间为τ,显然τ值随Cs而变 时间为τ 显然τ值随Cs而变 Cs 并如左图所示( 并如左图所示(图中电量波形 对应于LK=Ls=0) LK=Ls=0), 对应于LK=Ls=0),记比值 /tf=Kc, Kc<1、Kc=1、 τ/tf=Kc,有Kc<1、Kc=1、 Kc>1三种情况 经分析, 三种情况, Kc>1三种情况,经分析, Kc与Cs间的关系可表示为: Kc与Cs间的关系可表示为: 间的关系可表示为
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2) 缓冲电路的参数计算
缓冲电路的加入可降低器件( 缓冲电路的加入可降低器件(含 IGBT和VDo)的开关损耗 的开关损耗, IGBT和VDo)的开关损耗,但由于缓冲 电路自身有损耗,若参数选择不当, 电路自身有损耗,若参数选择不当,可 能使电路总损耗比无缓冲时更大, 能使电路总损耗比无缓冲时更大,这自 然是不希望出现的事, 然是不希望出现的事,故参数选择时应 统筹器件和缓冲电路两方面。 统筹器件和缓冲电路两方面。
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缓压电容Cs 缓压电容Cs的选择 Cs的选择
由左图可见,尽管P1随 由左图可见,尽管P1随 P1 Kc的增大而减小 的增大而减小, P2却 Kc的增大而减小,但P2却 增大得更快, 增大得更快,因而出现 P3/Po>1的局面 的局面。 P3/Po>1的局面。也即当 Cs选值过高时 选值过高时, Cs选值过高时,开关电路 的损耗反而增大。 的损耗反而增大。为保 P3/Po<1, P3/Po<1,应选择 Kc(0.67~1.2)并根据所选 Kc(0.67~1.2)并根据所选 Kc值按上式(1-89)确定 值按上式(1 确定Cs Kc值按上式(1-89)确定Cs 值。
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上海理工示为: Kc与Cs间的关系可表示为: 间的关系可表示为
CS ( K C = 1) C SN CS KC = ( K C < 1) C SN 1 CS + 1 ( K C > 1) 2 C SN I 0t f 关断过程的电 式中 C SN = 流下降时间 2U d
上式表明:Kc与Cs的关系与自身的取值范围有关 上式表明:Kc与Cs的关系与自身的取值范围有关
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电流损耗与Kc 电流损耗与Kc的关系 Kc的关系
Po是无关断缓冲电 Po是无关断缓冲电 路时的开关电路关断损 P1是有关断缓冲电 耗,P1是有关断缓冲电 路时的器件关断损耗, 路时的器件关断损耗, P2是关断缓冲电路的损 P2是关断缓冲电路的损 P3是有关断缓冲电 耗,P3是有关断缓冲电 路时开关电路总关断损 耗。
1 2 1 I 0 LK = C S ∆ U 2 2 2
2
∆U LK = C S I0 ∆ U = U cem
U ces −Ud = −Ud KV
Kv为安全系数;Uces为 Kv为安全系数;Uces为IGBT 正向阻断电压额定值 为安全系数
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4τ S ≤ τ m
RS ≤
式中, IGBT最短导通时间 最短导通时间。 式中, S = RS CS , τm是IGBT最短导通时间。 τ 由上式有: 由上式有: τm
4CS
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(C)限流电阻Rs的选择 C)限流电阻Rs的选择 限流电阻Rs
为抑制Cs在IGBT开通时放电电流幅值以减低 为抑制Cs在IGBT开通时放电电流幅值以减低 Cs 开通损耗,希望有较大的Rs Rs值 开通损耗,希望有较大的Rs值,但必须保证在 IGBT导通期中,Cs中电荷能沿Rs释放完毕 导通期中,Cs中电荷能沿Rs释放完毕。 IGBT导通期中,Cs中电荷能沿Rs释放完毕。为此 放电回路的时间常数应满足