ΔV1=LS×di/dt(1)
式中:LS为缓冲电路的寄生电感;
di/dt为关断瞬间或二极管恢复瞬间的电流上升率,其最恶劣的值接近0.02Ic(A/ns)。
如果ΔV1已被设定,则可由式(1)确定缓冲电路允许的{zd0}电感量。例如,设某IGBT电路工作电流峰值为400A,ΔV1≤100V,
则在最恶劣情况下,
di/dt=0.02×400=8A/ns
由式(1)得
LS=ΔV1/(di/dt)=100/8=12.5nH
图中ΔV2是随着缓冲电容的充电,瞬态电压再次上升的峰值,它与缓冲电容的值和母线寄生电感有关,可用能量守恒定律求值。如前所述,母线电感以及缓冲电路及其元件内部的杂散电感,在IGBT开通时储存的能量要转储在缓冲电容中,因此有
LPI2/2=CΔV22/2(2)
式中:LP为母线寄生电感;
I为工作电流,
C为缓冲电容的值;
ΔV2为缓冲电压的峰值。
同样,如果ΔV2已被设定,则可由式
图5采用缓冲电路后IGBT关断电压波形
CDE已成为{zy1}的,为电力电子提供电容器全球供应商。主要出口市场是可再生能源,电源供应器,马达驱动器,空调,电机,焊接,航空,电信和UPS系统。CDE的主要任务是为电子电力提供电容器和解决各电容器提供商间的差异提供服务。
(2)确定缓冲电容的值。
从式(1)和式(2)不难看出,大功率IGBT电路要求母线电感以及缓冲电路及其元件内部的杂散电感愈小愈好。这不仅可以降低ΔV1,而且可以减小缓冲电容C的值,从而降低成本。
表1针对不同直流母线电感量,列出缓冲电容的推荐值。该表是设定ΔV2≤100V时由式(2)计算得出的。
还有一种经验估算的办法,通常以每100A集电
极电流约取1μF缓冲电容值。这样得到的值,对于很
好地控制瞬态电压是充分的。
4美国CDE电容模块在缓冲电路中的应用
从第3节的讨论得知,母线电感以及缓冲电路及其元件内部的杂散电感,对IGBT电路尤其是大功率IGBT电路,有极大的影响。因此,希望它愈小愈好。要减小这些电感,需从多方面入手。{dy},直流母线要尽量地短;第二,缓冲电路要尽可能地贴近模块;第三,选用低电感的聚丙烯无极电容,与IGBT相匹配的快速缓冲二极管,以及无感泄放电阻;第四,其它有效措施。目前,缓冲电路的制作工艺也有多种方式:有用分立件连接的;有通过印制版连接的;更有用缓冲电容模块直接安装在IGBT模块上的。显然,{zh1}一种方式因符合上述第二、第三种降感措施,因而缓冲效果{zh0},能{zd0}限度地保护IGBT安全运行。
美国CDE是一家老牌跨国公司,其电容产品因品质优越而为美国国家宇航局选用,并随航天器而享誉太空。CDE公司的缓冲电容模块能充分满足IGBT电路尤其是大功率IGBT电路对缓冲电路的要求。CDE公司的缓冲电容模块有SCD、SCM和SCC三种类型,其选型参数见表2。
(1)SCD型电容模块为一单元缓冲电容封装,构成图4(a)缓冲电路。适用于中、小电流容量的IGBT模块,以吸收高反峰瞬变电压。容量0.22μF~4.7μF,直流电压分600V、1000V、1200V、1600V、2000V五档。其特点是,低介质损耗,低电感(<20nH),有自修复能力,防火树脂封装,直接安装在IGBT模块上。
(2)SCM型电容模块为一单元缓冲电容与缓冲二极管封装,与外接电阻构成图4(b)缓冲电路。适用于中、小电流容量的IGBT模块。根据缓冲电容位置的不同,有P型和N型之分,即电容模块中缓冲电容与P母线相连的称P型,与N母线相连的称N型。N型电容模块适合于一或两单元IGBT模块。若用两个一单元IGBT模块串联并采用图4(c)缓冲电路,则P型并接P母线端IGBT模块,N型并接N母线端IGBT模块。容量范围0.47μF~2.0μF,直流电压分600V、1200V两档。其特点是,低介质损耗,低电感量,缓冲电容与快恢二极管一体封装,有导线与外接电阻相连,防火树脂封装,直接安装在IGBT模块上。
(3)SCC型电容模块为两单元缓冲电容与缓冲二极管封装,与外接电阻构成图4(c)缓冲电路。适用于大电流容量的两单元IGBT模块。容量0.47μF~2.0μF,直流电压分600V、1200V两档。其特点是,低介质损耗,低电感量,高峰值电流,缓冲电容与超快恢复二极管一体封装,有导线与外接电阻相连,防火树脂封装,直接安装在IGBT模块上。
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027-62505335 邓先生
美国CDE电容,专业的变频电容制造商,在美国拥有三个ISO - 9001认证,如果你不知道它是由William Dubilier 在1909年与他发明的云母电容器,你就不会怀疑CDE是西半球最古老的电容器制造商,因为他正在开发出越来越多的新产品。CDE现在生产的主要类型是铝电解电容,聚酯薄膜,聚丙烯薄膜,云母,脉冲,电机运行,电机启动及高压电容器。重点是服务于电力电子市场,并提供{yl}的服务,相信我们提供不只是电容,还有可靠的解决方案。
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