功率模块选型设计
DC-DC电源模块选型
DC/DC模块电源以其体积小巧、性能卓异、使用方便的显着特点，在通信、网络、工控、铁路、军事等领域日益得到广泛的应用。
怎样正确合理地选用DC/DC模块电源呢，笔者将从DC/DC模块电源开发设计的角度，谈一谈这方面的问题，以供广大系统设计人员参考。
DCDC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换），只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器。
具体是指通过自激振荡电路把输入的直流电转变为交流电，再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出，或者通过倍压整流电路将交流电转换为高压直流电输出。
1 电源模块选择需要考虑的几个方面额定功率封装形式温度范围与降额使用隔离电压功耗和效率2 额定功率一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30～80%为宜（具体比例大小还与其他因素有关，后面将会提到。
），这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。
所有模块电源均有一定的过载能力，但是仍不建议长时间工作在过载条件下，毕竟这是一种短时应急之计。
3 封装形式DC/DC变换器的外形尺寸和输出形式差异很大。
小功率产品采用密封外壳，外形十分纤小；大功率产品常采用quarter-brick 或half-brick的形式，电路或暴露，或以外壳包裹。
在选择时，需要注意以下两个方面：第一，引脚是否在同一平面上；第二，是否便于焊接。
SMT 形式的变换器必须要符合IEC191-6:1990标准的要求，该标准对SMT器件引脚的共面问题做出了严格限定。
如果变换器不能满足这个要求，就需要为其设计专门的焊接装配工艺，这会增加装配时间，提高生产成本。
模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢？主要有三个方面：① 一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其他部分更多空间更多功能；② 尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家；③ 应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。
G120选型
控制单元性能比较
CU240E 参 数 经济型 DI DI(SAFE) DO(DC30V) ENCODER AI 2 6 3 普通型 9 3 1 2 CU240S CU240S DP 普通型 9 3 1 2 CU240S PN 普通型 9 3 1 2 CU240S DP-F 安全型 6 2(含冗余) 3 1 2 CU240S PN-F 安全型 6 2(含冗余) 3 1 2
调试，保证了组态的简单和调试的方便。 调试，保证了组态的简单和调试的方便。
可选附件
• 进线滤波器：可以提供更高的防止射频干扰的等级。 • 进线电抗器（仅适用于PM240):保护变频器不受过大的谐波电 流的干扰，因而防止过载，并将进线谐波限制在允许的值 内。 • 制动电阻（仅适用于PM240):消耗直流母线上的多余的能量。 • 输出电抗器（仅适用于PM240):可以减小电机绕组上的电压负 载，以及采用长的电机电缆时，容性充放电电流加在功率 部分的附加负载。 • LC滤波器和正弦波滤波器：可以减小电压的变化率并可以 减小变频器运行过程中总是存在的容性充放电电流。 • 抱闸输出继电器：可以将一个机电电机抱闸直接接到功率 模块上，电机抱闸可以由控制单元直接控制。 • 安全抱闸输出继电器：功率模块与电机抱闸进行安全连接。
CU240S DP-F 1-SS1 SLS SBC STO
仅限与 PM240联 用)
CU240S PN-F 1-SS1 SLS SBC STO
仅限与 PM240联 用)
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
同上
用于控制单元的存储卡
• 所有的参数设置可以由MMC存储卡保存到变频器，也可以从变频器保 存到MMC存储卡。 • 可以存储的参数组多达100组。 • MMC存储卡的参数拷贝或调试的方式 可以由用户设定（参数P8485）： 0＝变频器从不对参数组0进行由MMC卡到变频器的自动参数下载 1＝参数组0只在首次上电后下载一次 2＝参数组0在每次上电之后都进行参数下载 #MMC存储器卡并不是运行所必需的
变频空调智能功率模块自举电路设计过程中的研究 海信
文章编号：CAR216变频空调智能功率模块自举电路设计过程中的若干关键问题研究宋洪强 范永盛 陆汉宁（海信科龙空调有限公司）摘 要 介绍了家用变频空调中用于压缩机驱动的智能功率模块自举电路的基本拓扑结构和原理。
在理论分析的基础上，对外部门极电阻、自举电阻、自举二极管和自举电容的选型方法进行了研究和探讨，并围绕电路的可靠性和适应性对各关键器件的参数进行了优化。
为了避免自举电容初始充电时的电流冲击，文章给出了优化的初始充电方法。
实验测试表明经过优化的自举电路具有较高的可靠性和较好的适应性。
关键词 自举电路 自举电阻 自举二极管 自举电容 外部门极电阻0 引言当前，智能功率模块（Intelligent Power Module：IPM）已经广泛应用于家用变频空调压缩机驱动电路中。
IPM 模块通过将功率器件、驱动电路和保护电路高度集成在一块很小封装基板上，在大大简化了压缩机驱动电路复杂性的同时有效提高了电路的可靠性。
为了简化设计，驱动电路已普遍采用单控制电源方案。
这样既要保证控制电源能够为P 侧功率器件提供正确的门极偏置电压又要保证直流母线上的高压不致串到控制电源电路而烧坏元器件。
能够实现这一目的的方法很多，本文将重点讨论自举电路法。
1 IPM 模块自举电路基本拓扑结构和原理如图1所示，IPM 模块自举电路仅由自举电阻BS R 、自举二极管BS D 和自举电容BS CE 组成，因此简单可靠。
电路基本工作过程为：当V S 因为下桥臂功率器件导通被拉低到接近地电位GND 时，控制电源V CC 会通过BS R 、BS D 和E R 给自举电容BS CE 充电，充电回路如图1所示。
当上桥臂导通时V S 上升到直流母线电压，自举二极管BS D 反向截止从而将直流母线电压与V CC 隔离，以防止直流母线侧的高压串到控制电源低压侧而烧坏元器件。
此时BS CE 放电以给上桥臂功率器件的门极提供驱动电压。
当V S 再次被拉低时，BS CE 将再次通过V CC 充电以补充上桥臂导通期间BS CE 上损失期间BS CE 上损失的电压。
变 频 控 制 中 IGBTIPM 模 块 的 选 型 问 题
vEC
vout
iout
VEC
t
IEP : Max. peak emitter current =ICP
From application
IEP
iC
j
Power factor: cosj
From application
1-6
VEC @ IEP
From data-sheet
5) 续流二极管恢复损耗 (FWD recovery loss)
1-10
附录：三菱提供的IGBT-MODIPM功耗计算仿真软件
由于上述功耗计算是重点也是难点，三菱公司为此开发了一套关于 IGBT/IPM模块的功耗计算仿真软件，利用此软件便可方便地进行前述 的计算与判断。同时此仿真软件也给出了一些对设计人员进行设计判 断来说非常有用的参数曲线，如：在一定条件下，允许的最大负载峰 值电流随开关频率的变化情况，结温随峰值电流的变化情况，等等。 另外，计算出来的功耗还可用于进行散热器设计。 客户可从下列有关网站下载此计算仿真软件： 三菱电机半导体中文网站： /China/index.html
P ( Esw ( on ) Esw ( off ) ) f c sw
E
Esw(on) E
i
1
t
Tsw=1/fsw
i ICP ICP i
Esw(on) at ICP
From data-sheetsheet
fC : Carrier freq.
Rth(j-c)Q
ΔT(c-f)
功率模块的热等效电路
Rth(c-f)
Heat sink
1-8
ΔT(j-c)R
PD=PDC+Prr
Rth(j-c)R
S120快速选型
6SL3100-0BE21-6AB0 6SL3100-0BE23-6AB0 6SL3100-0BE25-5AB0 6SL3100-0BE28-0AB0 6SL3100-0BE31-2AB0
6SL3000-0BE21-6DA0 6SL3100-1AE31-0AB0 6SL3100-1BE31-0AA0
z 书本型电机模块
额定 额定 最大 Pn(kW) In(A) Imax(A)
内部风冷
输出电抗器 (选件)
单电机模块
1.6
3
6 6SL3120-1TE13-0AA3 6SE7021-0ES8-0AA3
4.8
9
18 6SL3120-1TE21-0AA3 6SL3000-2BE21-0AA0
附表: 与 20kW 和 40kW 的 BLM 对应的制动电阻
P20
订货号
Rmin(Ω) 连接 20kW BLM
5
6SE7018-0ES87-2DC0
80
是
10
6SE7021-6ES87-2DC0
40
是
20
6SE7023-2ES87-2DC0
20
是
50
6SE7028-0ES87-2DC0
8
否
连接 40kW BLM 是 是 是 是
双轴
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I DT MC Gu Hexiang
SINAMICS S120 简易选型 V1.9
2010，07
4． 控制单元和常用选件
名称 控制器及辅助部分
订货号
描述
多轴控制单元 CU320
6SL3040-0MA00-0AA1 Sinamics S120 多轴驱动器的控制单元，带 Profibus-DP 接口
云数据中心微模块产品技术选型配置方案
目录一.总体概况 (2)1.智能配电系统 (2)2.列间空调 (5)3.动环监控系统 (9)4.U位实时管理 (19)5.机柜 ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
6.PDU (20)8.端门组件 (21)9.柜顶走线槽 (22)一.总体概况机房微模块系统主要由机柜、通道门、天窗、线槽等组成，内部集成行级空调、配电柜、环境监控设备，具有手/自动门、消防联动、顶部走线等功能部件。
各部件采用一体化设计，确保相互之间无缝衔接。
通道宽度为1200mm，天窗翻转后通道高度为2450mm。
为确保系统的正常运行，机房净高建议≥2600mm；1.智能配电系统1.1.主要技术指标1、断路器：断路器采用施耐德的产品。
塑壳断路器采用电子式脱扣器，具备长延时、短延时、瞬时电流保护的现场整定功能，配辅助和告警结点，分离脱扣按图纸要求配置。
额定短路分断能力不小于50kA；其中63A及以下采用小型断路器(MCB)，＞63A采用塑壳断路器(MCCB)。
2、输入额定工作电压：380VAC；三相五线3、输出：三相五线或单相三线，220/380V；50Hz；4、额定冲击耐受电压峰值：8kV；5、液晶面板能够显示系统的电气参数有：主开关的电压、电流、频率、功率因素、电量等电参数；6、智能配电柜具备中国质量认证中心颁发的低压配电柜CCC证书；7、铜排采用T2紫铜，镀亮镍处理，并套不同颜色热缩套管；8、按模块化设计：A路（UPS1）、B路（UPS2）、市电供电模式，可参见附件布置图。
9、配置防雷器，具有防雷器故障报警功能，配电柜金属壳体和隔板等元件可靠连接，配电柜金属壳体设置接地螺栓及标志；10、配置智能电量仪，用于集中监测主开关的电压、电流、频率、功率因素、电量等电参数；实现系统的网络化监控；11、智能电量仪需具有远程通讯监控接口（RS-232或RS-485）、MODBUS 标准协议，可接入动环监控系统；1.2.柜体外观结构要求1、柜体外形：柜前操作，配门锁，正面侧有二次防护面板。
IGBT模块选型参考
IGBT模块选型参考1．IGBT模块的功率损耗IGBT关断截止时，I(t)≈o，损耗的功率可忽略。
为了便于分析，将损耗分为导通损耗和开关损耗。
另外，开关损耗也可分为两类：具有理想二极管时IGBT的开关损耗和考虑二极管反向恢复时间时IGBT的开关损耗。
IGBT导通时，如果电流为方波脉冲，那么导通能量就等于电流、电压降和导通时间三者之积。
IGBT在任意电流和温度时的最高电压降，根据数据表提供的数据，可按以下两步得到：首先，从IGBT集电极发射极饱和电压与壳温的关系曲线上找出能满足所需电流的集电极发射极饱和电压。
然后，为了得到最大压降，在给定结温下从该曲线上得出的电压降必须乘以电气特性表中给出的最大值与典型值之比。
如果栅极驱动电压不是15V，最大压降值还需要些修正，修正系数可参考器件公司的IGBT设计手册。
如果电流不是方波脉冲，导通损耗只能用积分计算。
这样必须建立电流波形和电压降的数学表达式，这些函数关系可参考器件公司的IGBT设计手册。
在负载为电感的电路中，开关导通引起续流二极管反向恢复，同时开关器件中产生很大的电流尖峰，从而使IGBT和续流二极管的开关损耗增加。
考虑到二极管反向恢复引起的开关损耗，IGBT总的开关损耗可由下式给出：Po = Pss + Psw式中：Esw(on)为每一个脉冲对应的IGBT开通能量（在tj= 125℃、峰值电流Icp条件下）；Esw(off)为每个脉冲对应的IGBT关断能量（在tj=125℃、峰值电流Icp条件下）；Psw为变频电源每臂的PWM开关功率；Icp为正弦输出电流的峰值；Uce(sat)为IGBT的饱和电压降(在Tj= 125℃、峰值电流Icp条件下)；Fsw为开关频率；D为PWM信号占空比；θ为输出电压与电流之间的相位角（功率因数为cosθ）。
2．IGBT模块参数的选择IGBT已广泛应用于20KHz的硬开关变换器及频率更高的软开关变换器中。
通常情况下，选择IGBT模块的参数时应考虑以下几个方面的因素。
光伏并网逆变器硬件设计以及拓扑结构
光伏并网逆变器及其拓扑结构的设计对于传统电力电子装置的设计，我们通常是通过每千瓦多少钱来衡量其性价比的。
但是对于光伏逆变器的设计而言，对最大功率的追求仅仅是处于第二位的，欧洲效率的最大化才是最重要的。
因为对于光伏逆变器而言，不仅最大输出功率的增加可以转化为经济效益，欧洲效率的提高同样可以，而且更加明显。
欧洲效率的定义不同于我们通常所说的平均效率或者最高效率。
它充分考虑了太阳光强度的变化，更加准确地描述了光伏逆变器的性能。
欧洲效率是由不同负载情况下的效率按照不同比重累加得到的，其中半载的效率占其最大组成部分。
因此为了提高光伏逆变器的欧洲效率，仅仅降低额定负载时的损耗是不够的，必须同时提高不同负载情况下的效率(图1)。
图 1: 欧洲效率计算比重1、功率器件的选型在通用逆变器的设计中，综合考虑性价比因素，IGBT是最多被使用的器件。
因为IGBT导通压降的非线性特性使得IGBT的导通压降并不会随着电流的增加而显著增加。
从而保证了逆变器在最大负载情况下，仍然可以保持较低的损耗和较高的效率。
但是对于光伏逆变器而言，IGBT的这个特性反而成为了缺点。
因为欧洲效率主要和逆变器不同轻载情况下效率的有关。
在轻载时，IGBT的导通压降并不会显著下降，这反而降低了逆变器的欧洲效率。
相反，MOSFET的导通压降是线性的，在轻载情况下具有更低的导通压降，而且考虑到它非常卓越的动态特性和高频工作能力，MOSFET成为了光伏逆变器的首选。
另外考虑到提高欧效后的巨大经济回报，最新的比较昂贵的器件，如SiC二极管，也正在越来越多的被应用在光伏逆变器的设计中，SiC肖特基二极管可以显著降低开关管的导通损耗，降低电磁干扰。
为了得到最大输入功率，电路必须具备根据不同太阳光条件自动调节输入电压的功能，最大功率点一般在开环电压的70%左右，当然这和具体使用的光伏电池的特性也有关。
典型的电路是通过一个boost电路来实现。
然后再通过逆变器把直流电逆变为可并网的正弦交流电。
驱动1700VIGBT的几种高性能IC选型设计
驱动1700VIGBT的几种高性能IC选型设计驱动1700 V IGBT的几种高性能IC选型设计1 引言电力电子变换技术的发展，使得各种各样的电力电子器件得到了迅速的发展。
20世纪80年代，为了给高电压应用环境提供一种高输入阻抗的器件，有人提出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）[1]。
在IGBT中，用一个MOS门极区来控制宽基区的高电压双极型晶体管的电流传输，这就产生了一种具有功率MOSFET的高输入阻抗与双极型器件优越通态特性相结合的非常诱人的器件，它具有控制功率小、开关速度快和电流处理能力大、饱和压降低等性能。
在中小功率、低噪音和高性能的电源、逆变器、不间断电源（UPS）和交流电机调速装置的设计中，是目前最为常用的一种器件。
2 关于IGBT的驱动特性分析为了提高系统的可靠性，功率器件的驱动电路也在不断的发展，相继出现了许多的专用驱动集成电路。
IGBT的触发和关断要求给栅极和发射极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。
当选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件的关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。
图1为一典型的IGBT驱动电路原理示意图。
因为IGBT栅极-发射极阻抗大，故此可使用MOSFET驱动技术进行开通，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更强。
对IGBT驱动电路的一般要求[2,3]：1）栅极驱动电压：IGBT开通时，正向栅极电压的值应该足够令IGBT产生完全饱和，并使通态损耗减至最小，同时也应限制短路电流和它所带来的功率应力。
在任何情况下，开通时的栅极驱动电压，应该在15～20 V之间。
当栅极电压为零时，IGBT处于断态。
但是，为了保证IGBT在集电极-发射极电压上出现d v/d t噪声时仍保持关断，必须在栅极上施加一个反向关断偏压，采用反向偏压还减少了关断损耗。
反向偏压应该在-5～-15V之间。
海洋平台电潜泵变频控制系统现场总线选型软件程序开发FieldbusSelectionSoftware
海洋平台电潜泵变频控制系统现场总线选型软件程序开发Fieldbus Selection Software For Frequency Conversion Control System Of Electric Submersible Pump On Offshore Platform 发布时间：2021-07-09T16:48:40.947Z 来源：《当代电力文化》2021年3月第7期作者：袁媛[导读] 变频配电系统是海上钻采平台提高采收率的重要环节袁媛（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津 300452）摘要：变频配电系统是海上钻采平台提高采收率的重要环节。
变频控制柜内部包含逆变整流模块、进线电抗器、输出滤波器、断路器等功率器件，同时包含PLC、PROFIBUS-DP通讯卡、CI通讯卡、COM通讯卡、CANOPEN通讯卡等数据采集传输配件。
PLC与通讯卡配合，将变频功率模块数据传输到触摸屏、中央控制柜及平台中控系统，使数据依据存储地址有序共享。
中央控制系统按照PROFIBUS、TCP/IP或CANOPEN等通讯协议进行数据采集、分析及发送控制命令等工作。
因各平台中央控制现场总线的通讯协议不同，控制柜内PLC的型号差异，变频功率模块接口不尽相同，导致变频控制系统工业现场总线的选型工作非常繁琐。
本文设计了一种总线选型软件，输入功率模块型号及中央控制系统通讯方式后可自动生成总线选型清单，极大方便了总线选型的工作，提高了选型的准确性。
关键字：PROFIBUS-DP、海洋平台中控系统、C程序开发一、硬件系统分析海洋平台潜油电泵变频控制系统依靠现场总线传输方式，、PLC、触摸屏等设备作为控制网络上的一个节点。
依据总线传输协议，以内存寻址的方式传输数据。
总线可传输井口变频器、中央控制柜的运行状态、参数值、故障信息、维护指令等信号。
总线传输方式不需要传统集散控系统的模/数或数/模传转换卡件。
电潜泵变频控制系统采用现场总线传输方式，可以几月卡件等硬件器件、节约线缆、节省维护费用。
模块化功率单元散热结构的设计
模块化功率单元散热结构的设计邢新波王江涛刘宏王磊上海电气输配电集团上海200042摘要：介绍了模块化功率单元结构设计的作用，进而对模块化功率单元的散热结构进行了设计。
在设计中.对热量损耗进行了计算，对散热风机和散热器进行了选型.并进行了仿真分析。
关键词：功率单元；散热；结构；设计中图分类号：TN305.94文献标志码：A文章编号：1674-540X(2021)01-025-04Abstract:The role of modular-type power unit structure design was introduced,and then the heat dissipation structure of the modular-type power unit was designed.In the design,the heat loss was calculated,the cooling fan and the radiator were selected,and simulation analysis was performed.Keywords:Power Unit；Heat Dissipation;Structure;Design1设计背景随着电力电子技术和市场经济的快速发展，电力电子产品的设计趋向于个性化.用户群体对产品提出的要求越来越高，包括体积小、质量轻、容量大、可扩容、外观简洁大方、性能稳定优良、便于安装维修等。
同等功率单元向体积小型化发展的同时.防护等级要求越来越高，对功率单元的整体散热设计提出了更高的要求。
笔者针对综合电能质量系列化产品，设计了模块化功率单元的散热结构.将控制系统与易发热器件分层布局，并将易发热器件设置在独立的散热风腔体内.提高了模块化功率单元的功率密度。
2模块化概述所谓模块化，指对一个整体的生产线或机械设备进行拆分，以求在不同情况下通过不同的组合达到不同的效果。
英飞凌-IGBT模块在焊机应用中的选型
输出功率 结温（Tj）
芯片-外壳温 差∆Tjc
外壳-散热 器热阻 Rthch
散热器(-环境) 热阻Rthha
基板
散热器
壳温（Tc）
外壳-散热器温差∆Tch
散热器温度（Th）
散热器-环境温差 ∆Tha
10.02.2010
Copyright © Infineon Technologies 2010. All rights reserved.
Q1
Q3
Q1 t
Q4
Q2
I1
I2
ip
Q4 t
vAB
Vin
0
t
Vin
损耗特点：
vrect 0
Vin/K
t0 t1 t2 t3 t4 t5
t6 t7 t8 t9 t10 t11
IGBT:导通时间长，导通损耗大，开关损耗小；
FWD:续流时间长，导通损耗大；
最佳IGBT芯片：T4芯片
t
t12 t13
10.02.2010
环境温度 （Ta）
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IGBT模块热计算
IGBT模块各个部分的温差∆T取决于 1）损耗（芯片技术、运行条件、驱动条件）； 2）热阻（模块规格、尺寸） 模块芯片的结温是各部分的温差和环境温度之和： Tj = ∆Tjc + ∆Tch + ∆Tha + Ta 如果假设壳温Tc恒定，则Tj = ∆Tjc + Tc； 如果假设散热器温度Th恒定，则Tj = ∆Tjh + Th。 IGBT的平均结温取决于平均损耗、Rthjc和壳温Tc。 在实际运行时，IGBT的结温是波动的，其波动幅度取决于瞬态损耗和 Zthjc， 而Zthjc又和运行条件（如变频器输出频率）有关。 IGBT的峰值结温为平均结温+波动幅值。
英飞凌IGBT模块选型参考
FZ - KL2C (Low Loss): FZ800R33KL2C FZ1200R33KL2C二单元 FF - KF2C (Standard): FF200R33KF2C FF400R33KF2C斩波模块 FD - KF2C (Standard): FD400R33KF2C FD400R33KF2C-K FD800R33KF2C FD8KL4 FP15R06KL4 FP20R06KL4
BSM-GP: BSM10GP60 BSM15GP60 BSM20GP60 BSM30GP60 BSM50GP60 BSM50GP60G BSM75GP60 BSM100GP60
FP-YE3: FP10R06YE3 FP20R06YE3 FP30R06YE3
Vce(sat) Tc=25℃ 2.5V 2.1V 3.2V 1.7V 1.7V
Tc=125℃ 3.1V 2.4V 3.85V 2.0V 1.9V
1200V系列IGBT模块一单元 GA -DN2 (Standard): BSM200GA120DN2 BSM300GA120DN2 BSM400GA120DN2
chopper
modules GAR: BSM75GAR120DN2 BSM300GAR120DLC
GAL: BSM75GAL120DN2 BSM100GAL120DN2 BSM300GAL120DLC
FD: FD200R12KE3 FD300R12KE3
1600V、1700V系列IGBT模块 一单元 GA -DN2 (Standard): BSM200GA170DN2 BSM300GA170DN2 BSM300GA170DN2S
基于Saber的充电机功率模块电路仿真与分析
• 80•通过电路仿真可以缩短产品开发周期，减小研究开发成本。
充电机功率模块应用在新八轴电力机车上，是机车辅助变流系统中一个重要的组成模块单元。
本文对充电机功率模块主要部件进行参数计算和选型，并采用Saber 仿真软件对充电机功率模块进行仿真研究，来验证器件选型的可行性。
从现有的电力电子装置情况看，工程工作人员通常以自身经验为基础来实施元器件更换，改变结构让装置能够保持应有的动态与静态特性也是按照自身经验来实施的。
计算机仿真的应用能大大的改善上述情况对工作效率的负面影响，快捷的对元器件进行更换与改变，进而优化产品开发周期与开发研究成本。
Saber 是美国Analogy 公司开发， Saber 作为混合仿真系统，可以兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，便于在不同层面上分析和解决问题，其他仿真软件不具备这样的功能。
Saber 的分析功能比较强大，主要有DC 分析，用于计算设计的工作点；瞬态分析，分析确定系统的时域响应；频响分析，分析系统随频率变化的响应特征；傅里叶和快速傅里叶变换分析，将时域波形变换成频谱；逆快速傅立叶变换分析，将频域波形变换成时域波形；以及蒙特卡洛、噪声等随机分析和参数扫描、应力分析等。
因此，在Saber 中建立系统的模型，仿真各种控制策略，模拟各类实际中的稳态瞬态状态，进而发挥优化开发费用与缩短研究等应用目的。
1 充电机主电路原理1.1 电路的拓扑结构充电机采用半桥式逆变电路作为充电机主电路拓扑，如图1所示：图1 半桥式逆变电路这是一个单相电压型半桥逆变电路，如图1所示，两个桥臂从结构上看，包括可控器件与反并联二极管。
在直流侧接中存在着直流电源的中点，这个中点也是两个电容的连接点，是两个能够相互串联的电容。
在直流电源中点和两个桥臂联结点之间实现负载连接。
1.2 电路的工作原理f --工作频率；t ON --IGBT 导通时间；U E , I E --充电机输入电压和电流；U S , I S --充电机输出电压和电流；U RED --整流后的输出电压；N =U S 1 / U P --变压器系数比；--占空比。
WiFi模块应用选型参考及布局走线Layout注意事项
WiFi模块应用选型及Layout注意事项进入21世纪，网络在中华大地得到了迅速的发展，诞生了BAT这些伟大的网络公司。
拥抱网络成了当下最炙热的话题。
不管你是从事什么行业、在做什么产品；不管你是生活在那里、以什么方式在生活，好像都难以脱离与网络的瓜葛。
既然网络无处不在了，我们就选择更好的来应用它，用网络的其实就是连接网络做事情。
连接的方式有两种：有线和无线方式！发展初期以有线连接为主，也就是传统的网线；当下最热的是无线方式连接，也就是WiFi接入，真有点没WiFi(歪坏),人都坏的感觉，可见WiFi在直接影响着大家的日常生活！为了更便捷的用无线WiFi方式来应用网络，那就需要让产品能通过WiFi 接入网络，这就需要让产品集成上WiFi功能。
对于原有的有线连接可以采用升级的方式用上WiFi，这种升级就是让有线网络WiFi化（AP模式）或者WiFi无线信号有线化(Client模式下的CPE客户端)，这样点对点就可以不采原有的网线连接，直接通过无线WiFi来桥接;对于一些新产品设计，那就直接集成上WiFi 功能，一般采用的集成方式是On board或模块化，而采用模块化集成是最常用的方式！选择WiFi模块化的三大理由：方便集成设计，缩短开发周，加快将产品推向市场的时间；方便产品升级，可以通过直接更换模块升级，不需要重新设计底板，只要产品前期做好了综合设计，后续做产品设计以及应用端的灵活选择；方便硬件兼容集成设计，可以对不同方案、不同功能的模块做灵活选择(这个后续会专门探讨硬件兼容的尺寸规格);从业以来，一直在思考WiFi模块的选型、对应接口电路及PCB Layout及天线等系列问题，陆续也发表一些个人看法，有些观点还被百度百科收录(2012年一些同行也有转载或者修剪部分个人对WiFi模块的观点，一些见解能得到任何，倍感荣幸，也就激发了自身对WiFi模块更深刻的认识！结合自身行业经历，感觉目前的WiFi模块在飞速发展的过程用遇到了高地瓶颈，需要有技术的突破，才会有突破发展，要么就是延续现状了！下面从分类、功能、硬件兼容三大方面来了解WiFi模块,同时探讨下外围接口电路和PCB Layout及天线几方面！希望对于在进行WiFi模块选型和应用设计会有比较好的参考帮助！有不足之处也肯定帮助纠正补充！WiFi模块归类方法一WiFi模块主要有网卡类和AP类两大类。
柔性直流输电系统换流器技术规范()
ICS中国南方电网有限责任公司企业标准Q/CSG XXXXX—2015柔性直流输电换流器技术规范Technical specification of converters for high-voltage direct current (HVDC) transmission using voltage sourced converters (VSC)（征求意见稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中国南方电网有限责任公司发布目次前言 (III)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)3.1 额定直流电流 rated direct current (1)3.2最大直流电流maximum direct current (2)3.3 短时过载（过负荷）直流电流short time overload direct current (2)3.4 额定直流电压rated direct voltage (2)3.5 额定直流功率rated direct power (2)4 文字符号和缩略语 (2)4.1 文字符号 (2)4.2 缩略语 (2)5 使用条件 (2)5.1 一般使用条件的规定 (3)5.2 特殊使用条件的规定 (3)6 技术参数和性能要求 (3)6.1 总则 (3)6.2 换流器电气结构 (4)6.3 阀设计 (5)6.4 机械性能 (6)6.5 电气性能 (7)6.6 冗余度 (7)6.7 阀损耗的确定 (8)6.8 阀冷却系统 (8)6.9 防火防爆设计 (8)6.10 阀控制保护设计 (8)7 试验 (9)7.1 试验总则 (9)7.2 型式试验 (9)7.3 例行试验 (11)7.4 长期老化试验 (11)7.5 现场试验 (12)8 其它要求 (12)8.1 质量及使用寿命 (12)8.2 尺寸和重量 (12)8.3 铭牌 (12)8.4 包装和运输 (12)8.5 安装 (12)8.6 备品备件 (13)8.7 专用工具和仪表 (13)附录 A （资料性附录）换流器技术参数表 (1)附录 B （资料性附录）换流器及其附属设备损耗表 (1)前言本标准参照了IEC62747《基于电压源换流器的高压直流系统术语》及IEC62501《高压直流输电用电压源换流器阀-电气试验》，规定了柔性直流输电用换流器的使用条件、技术性能和参数要求。
S120单轴驱动器选型手册
2) 基本操作面板 BOP20(需单独订货)能读写驱动器参数。 3) 存储卡和 CU320 的存储卡一样，可以互换。
Sinamics S120 AC/AC 驱动器
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西门子(中国)有限公司 自动化与驱动集团 运动控制部
Sinamics S120 系列丛书
4) 控制单元 CU310 DP 技术参数
最大损耗电流 (不包括数字量输出) 数字量输入
电压 低电平 高电平 损耗电流 一般输入信号响应时间 快速输入信号响应时间 数字量输出 (连续短路保护) 输入电压 每路输出最大负载电流 编码器接口 极限频率 最大电缆线长度(TTL 增量编码器) 最大电缆线长度(HTL 增量编码器) 功耗 地线连接 尺寸 mm(宽 x 高 x 深)
S120 AC/AC 产品简易选型手册
－伺服控制模式 －矢量控制模式 －V/F 控制模式 控制电源 环境温度
1 相. 200 V - 240 V AC ±10% (-15% < 1 分钟) 3 相. 380 V - 480 V AC ±10% (-15% < 1 分钟) 47 Hz - 63 Hz 约 1.35 x 进线电压
0 Hz - 650 Hz 0 Hz - 300 Hz 0 Hz - 300 Hz 24 V DC, -15/+20% 0Ċ到+40Ċ
Sinamics S120 系列丛书
目
录
S120 AC/AC 产品简易选型手册
第一章 SINAMICS S120 驱动器的概述 ................................................................................... 2 第二章 控制单元 ....................................................................................................................... 4 1. CU310DP ............................................................................................................................. 4 2. CUA31................................................................................................................................. 5 第三章 功率模块 ...................................................................................................................... 6 1. 模块式功率模块PM340......................................................................................................... 6 2. 机架式功率模块 .................................................................................................................... 6 第四章 订货数据 ....................................................................................................................... 7 1．控制单元及相关附件 ........................................................................................................... 7 2．模块式功率模块................................................................................................................... 7 3．机架式功率模块................................................................................................................. 10 4．编码器转换模块................................................................................................................. 11 5．电缆................................................................................................................................... 11 第五章 订货举例 ..................................................................................................................... 13 1. 系统配置简述...................................................................................................................... 13 2. 单轴系统 ............................................................................................................................. 13 3. 多轴系统 ............................................................................................................................. 14 结束语..................................................................................................................................... 16
高能立方AC-DC电源模块产品选型手册
小体积5W系列产品特性■小体积封装37*25*20mm■内置EMC电路■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能■符合EN55032等相关标准封装尺寸小体积7W系列产品特性■小体积封装37*28*20mm■内置EMC电路■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能■符合EN55032等相关标准封装尺寸产品特性■小体积封装27*37*17mm■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸产品特性■小体积封装25.5*39.5*22mm■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸产品特性■小体积封装36*48*23mm■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸产品特性■小体积封装36*48*23mm■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸三线四相24W单路系列产品特性■小体积封装25.5*39.5*22mm■输入电压范围85-450VAC/100-630VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸24W正负双路输出系列产品特性■小体积封装25.5*39.5*22mm■输入电压范围85-265VAC/100-370VDC■工作温度范围：-40~70℃（根据技术手册中的输出负载降额曲线使用）■隔离电压：3000VAC■低空载损耗，高效率，绿色环保■具有输出短路、过流、过压等保护功能封装尺寸。
功率模块所用材料的cte表格-概述说明以及解释
功率模块所用材料的cte表格-范文模板及概述示例1:功率模块所采用的材料中，CTE（Coefficient of Thermal Expansion，热膨胀系数）是一个重要的性能指标。
CTE表格可以提供不同材料在不同温度范围内的热膨胀系数数值，帮助工程师选择适合的材料以满足设计要求。
以下是一些常用功率模块材料的CTE表格：1. 硅(Silicon)：温度范围() CTE (ppm/)-50 ~ 25 2.625 ~ 100 3.02. 铝氧化物(Alumina)：温度范围() CTE (ppm/)-50 ~ 25 6.825 ~ 100 8.23. 铜(Copper)：温度范围() CTE (ppm/)-50 ~ 25 16.625 ~ 100 17.04. 碳化硅(Silicon Carbide)：温度范围() CTE (ppm/)-50 ~ 25 4.525 ~ 100 5.05. 铝(Aluminum)：温度范围() CTE (ppm/)-50 ~ 25 23.625 ~ 100 24.5在功率模块设计中，选择合适的材料对于热膨胀的管理至关重要。
温度的变化会导致材料的膨胀或收缩，如果不合理选择材料，可能会引起模块内部的应力累积，甚至导致裂纹和失效。
根据功率模块的具体应用，工程师需要选择CTE与其他设计参数相匹配的材料。
一般来说，当模块内部的材料CTE值较接近时，热膨胀引起的应力就会减小，从而减少故障风险。
当然，CTE只是材料选型的一个重要参数，其他因素如导热性能、电气性能、成本和可用性等也需要综合考虑。
总之，CTE表格为功率模块材料的选择提供了有用的参考和指导。
正确选用材料可以提高功率模块的可靠性和寿命，同时减少维护和更换成本。
因此，在功率模块设计中，务必将CTE作为一个重要的考虑因素。
示例2:功率模块是一种电子器件，用于将电力转换为高功率的工具。
在功率模块的设计和制造过程中，所选用的材料对其性能和可靠性有着非常重要的影响。
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功率模块选型设计
对于一个具体的应用来说，选择功率模块时需要考虑其在任何静态、动态、过载（如短路）的运行情况下：
①器件耐压；
②在实际的冷却条件下，电流的承受力；
③最适合的开关频率；
④安全工作区(SOC)限制；
⑤散热条件与最高运行温度限制；
⑥封装和安装方式
⑦成本和技术风险
(1)器件耐压设计=(+)K2
=(1.15*600+200)*1.1
=979(V) (1)
式中：
——过电压系数
——安全系数
——额定直流电压
——关断即将结束时的尖峰电压
考虑到回馈制动，电压波动，开关过程引起的电压尖峰等因素，通常选择功率管器件耐压都是母线电压的一倍，故IGBT的电压额定值选用1200V。
(2)器件的电流选择
在电力电子设备中，选择功率管模块时，通常先计算通过功率管的最大电流值，然后根据该设备的特点，考虑到过载、电压波动、开关尖峰、温度等因素考虑一倍的安全余量来选择相应的功率管。
流过IGBT的最大电流为：
=
=300××1.2×1×1.5
=763.56(A) (2)
式中：
——电流尖峰系数
——温度降额系数
——过载系数
——牵引电动机峰值电流
IGBT的电流额定值选用=800A
(3)合适的开关频率
功率管的损耗主要由通态损耗和开关损耗组成，不同的开关频率，通态损耗和开关损耗所占的比例不同。
而决定功率管通态损耗的饱和压降和决定开关损耗的开关时间（,）又是一对矛盾，因此应根据不同的开关频率来选择不同特征的功率管。
在低频如<10kHz时，通态损耗是主要的，这需要选择低饱和压降型功率管；当≥15kHz时，开关损耗是主要的，通态损耗占的比例比较小。
根据前三点计算数据，再根据结构布局设计需要，在目前主流功率器件供应商产品系列中选择英飞凌公司的FF400R12KE3模块，其反偏（关断）工作安全区如图2所示。