功率半导体元件的损耗计算分析方法 ppt课件

I_L2
I_D 2
2020/12/12
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以30K为例分析PFC IGBT的 损耗—导通损耗
计算条件 - 假设输入电压Vin - 负载110% R LOAD - 效率η - 考虑CHARGER 功率Pchgr
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IGBT的损耗—导通损耗
第一步,得到输入电流波形的函数
Vin(t)Vin 2sin w*(t)
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
损耗分析的意义
损耗分析的意义 - 用于估算效率 - 散热设计 - 元件选择
UPS损耗的分布
风扇损耗
磁性元件损耗 功率管损耗 风扇损耗 控制电路工作损耗 驱动损耗
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功率半导体元件的损耗计算分析 方法
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目录
相关概念 以PFC为例分析IGBT,DIODE的损耗 热阻概念介绍 讨论题目
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
第二步,根据拓扑得到DIODE的DUTY函数
1.2 1
1D(t) Vin(t) VBUS
1Cde_INT(t1) 0.5
0
0.2
0
0.005
0.01
0.015
0.02
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0
t
0.02
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DIODE的损耗—导通损耗
第三步,根据DUTY函数,得到DIODE的电 流波形及其函数
69 .4 15 80 60
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相关概念
导通损耗 关断损耗 二极管的反向恢复电流 Junction 温度, Case 温度 热阻
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相关概念
IGBT和DIODE输出特性曲线
V C(tE ) V C0E K *IC(tE )
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VF(t)VF0K*IF(t)方法一
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相关概念—IGBT损耗分布
P to/D t Pfw /DP of/D f 关断损耗
忽略开通 损耗;关 断损耗主 要由反向 恢复电流 造成.
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以30K PFC部分为例分析损耗
I_TH Y 1 I_in
Ph
V _in
r
I_L 1
L1 I_Q 1
I_D 1
D1
Q1 C1
Udc N
Q2
I_Q 2
C2
L2
D2
SCR IGBT DIODE
0 t Tbf 2
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IGBT的损耗—导通损耗
第四步，根据IGBT电流波形函数，及 IGBT的输出阻抗计算导通损耗。
V C(E t)V C0 E K*IC(E t)方法一 VC(Et)V C(EIC(E t) )方法二
1Tbf/2
Pon_loss Tbf
VCE (t)*ICE (t)dt
1 2
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DIODE的损耗—导通损耗
第一步,得到输入电流波形的函数
Iin (t)Iin*sin w) (t0wt
69.415 80 60
I_T HY1(t) 40
20 00
0 0
0.005
0.01
0.015
0.02
t
0.02
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DIODE的损耗—导通损耗
0wt
S*0.8*11% 0 69.415 80
( P ) 1 INV
chgr 60
I * in
I_T HY1(t) 40
*V 3 PFC in
20
Iin (t)Iin*sin w) (t
00 0 0
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0.005
0.01
0.015
0.02
t
0.02
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IGBT的损耗—导通损耗
IGBT总损耗
导通损耗
开关损耗
驱动损耗
开通损耗 关断损耗
P to /T tP o/n TP sw/T o nP sw/T off
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相关概念—开关和导通损耗
Vce
Ic
Vcesat
Eswon Eon
Eswoff
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相关概念--DIODE的损耗分析
总损耗
导通损耗
开关损耗
I_D1(t) 40
20
00 0
0.00 5
0.01
0.01 5
0.02
0
t
0.02
IC (tE ) Ii( n t)* si w ) n * ( 1 t (D ( t))
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DIODE的损耗—导通损耗
第四步，根据DIODE电流波形函数，及 DIODE的输出阻抗特性计算导通损耗。
第二步,根据拓扑得到IGBT的DUTY函数
D(t)VBUSVin(t) VBUS
Cd
e_IN (t)T 2ift
T_bf Cd
2
e_IN(tT)_0B
1.1 1
Cde_IN(t)T01.5
0 0.1
0
0.00
0.005
0.01 t
0.015
0.02
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IGBT的损耗—导通损耗
VF(t)VF0K*IF(t)方法一
VF(t)V F(IF(t))方法二
1 Tbf/2
Pon_lossTbf
VF(t)*IF(t)dt
0
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DIODE的损耗—关断损耗
关断损耗主要与二极管的反向恢复电流有 关. 求得二极管平均电流,作为IF, VD为反 向恢复电压. 反向恢复电流与VD的积分为 二极管的关断损耗.
100
第三步,根据DI_UIGTB(tT)Y25函0 数,得到IGBT的电流
波形及其函数
0
0
0. 01
0. 02
t 69. 41850
60
I_I GB(tT) 140
20
00 0 0
0. 005
0. 01 t
0. 015
IC(tE ) Ii( n t)* siw n )* D t(t)
0. 02 0. 02
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热阻分析
Ploss
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Rthjunction-case Rthcase-sink Rthsink-ambient Ta
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讨论题目
分析两电平逆变的主要开关管的损耗,列出 分析思路,并指出温升实验时的最大允许温 度.
分析三电平逆变的主要开关管的损耗,列出 分析思路,并指出温升实验时的最大允许温 度.
0
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IGBT的损耗—开关损耗
第一步,计算开关损耗。假设开关损耗与导 通电流和直流电压成正比。
Po no f f
I V Biblioteka Baidun_avg bus I V test test
fs
(Eo
n
Eo f
f
)
*
1 2
2 2Iin
Itest
Vb u s Vt es t
fs (Eon
Eo
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