IGBT模块缓冲电路谐振电感的选择

IGBT模块缓冲电路谐振电感的选择

作者：微叶科技 时间：2015-08-19 17:36

       由于VD3的作用，C2、C1的充放电时间是一个完整谐振周期的1/2。这一时间（复位时间Ts）必须小于可能的开关管最小导通时间。，否则，吸收网络将不能完全复位，而且将增大开关管损耗。一旦知道Ts，吸收网络电感量L1可根据下式计算：

       由上式可知，谐振电流的峰值为，相对于IGBT的一个开关周期T，其等效的平均电流为，由此可以得到串联电感L1和二极管的电流参数。另外当开关管导通时，谐振电流流经开关管使吸收网络复位，开关管必须有一定的电流裕量，以调整这个电流。在理想情况下，’谐振电感从零充电至预置电流Ix，所需的时间为

       假定续流二极管的反向恢复时间为600ns，取预置电流的最大充电时间为2000ns=2μs，母线电压510V，预置电流Ix≈180A，所以，电感L的选择为

        表1给出了三菱公司针对H系列IGBT推荐的吸收电路设计，实验证明也适用于其他公司的IGBT。使用表1的两个设定条件是：
        1)缓冲电路处理的最大电流为该模块的额定电流Ic，对短路时发生的过大电流已采用降低栅极—发射极电压VGE，钳位 VGE等办法加以限制。
        2)按C型缓冲电路设计的缓冲电容Cs值，是以△V2 =100V计算出来的。

表1 推荐的吸收电路设计

模块型号	推荐设计值
	主母线电感/nH	吸收电路回路电感/nH	吸收电容/μF
10~50A 六合一或七合一型	200	20	0.1~0.47
75~200A六合一或七合一型	100	20	0.6~2.0
50~200A双单元	100	20	0.47~2.0
300 ~ 600A双单元	50	20	3.0~6.0
200 ~ 300A 一单元	50	30~15	0.47
400A 一单元	50	12	1.0
600 ~1000A 一单元	50	8	2.0

       根据前面的选择，对于额定电流为300A的主功率开关器件，从表1中的推荐值可以得出吸收电容的选择应该是0.47μF。考虑到该推荐值为采用RC吸收网络时的选择值，对于吸收电容直接并接在每个功率开关器件两侧的情况，该吸收电容的选择值还可以比这个值小。大功率IGBT 电路需要极低电感量的吸收电路，故吸收电容要选择无感电容。
      吸收网络中元件的特性是非常重要的。由于电流变化率非常大，吸收电路及其元件内部很小的寄生电感现象几乎可以使网络完全失效。为了减小寄生电感，在设计中应注意以下几点：
      1)直流母线要尽量地短。
      2)缓冲吸收电路要尽量贴近IGBT。
      3)选用无感的突波电容及与IGBT相匹配的快速缓冲二极管。



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