行家指點迷津:精準選擇電動汽車的IGBT緩衝電路
發布時間:2015-07-14 責任編輯:echolady
【導讀】電dian動dong汽qi車che已yi經jing憑ping借jie方fang便bian快kuai捷jie的de優you勢shi進jin入ru了le千qian家jia萬wan戶hu。但dan是shi電dian動dong汽qi車che能neng源yuan問wen題ti依yi舊jiu沒mei有you解jie決jue。本ben文wen就jiu由you行xing家jia為wei我wo們men指zhi點dian迷mi津jin,精jing準zhun選xuan擇ze電dian動dong汽qi車cheDC-DC變換器緩衝器,看看電動汽車變換器應該選擇什麼樣的IGBT緩衝電路更合適。
首shou先xian必bi須xu明ming確que的de一yi點dian是shi,電dian動dong汽qi車che的de電dian路lu設she計ji與yu傳chuan統tong的de汽qi車che電dian路lu設she計ji有you很hen大da的de差cha異yi。在zai實shi際ji的de電dian動dong驅qu動dong型xing電dian路lu連lian線xian中zhong,電dian路lu的de輸shu入ru回hui路lu至zhi開關管IGBT的集電極和發射極之間的導線上存在一定的雜散電感,當開關管關斷期間,電流將迅速減小至零,產生很大的di/dt,因此,在雜散電感上會產生很高的電壓,這個電壓加在IGBT的集電極和發射極上,導致集電極和發射極間的電壓u會上升到很高的電壓值。
在麵對高電壓值的情況下,當雙向型的DC-DC變換器IGBT導通時,IGBT的反並聯二極管的反向恢複電流會導致通過IGB1的電流產生較大的浪湧電流。這種情況會造成IGBT開關功率損耗過大,引起整個芯片過熱,甚至導致IGBTdesunhuai。zaishurudianliuyidingdeqingkuangxia,kaiguanguandekaiguansuduyuekuai,huozhekaiguanguandekaiguansuduyidingdeqingkuangxia,shurudianliuyueda,dianyadezhezhongjianfengyeyueda。yinci,huanchongdianluduiyuIGBT的正常使用,起到了非常大的作用,緩衝電路口以吸收和抑製開關過程中的過電壓。
在目前所適用的變換器緩衝電路結構中,有三種是比較常見的。下圖所示為3種通用的IGBT緩衝電路。

圖為3種通用的IGBT緩衝電路
下麵我們分別來看一下上圖中三個緩衝電路的利弊。首先來看圖(a)的緩衝電路係統。在該IGBT緩衝電路係統中有一個無感電容並聯在IGBT模塊的cl和E2之(zhi)間(jian)。無(wu)感(gan)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)越(yue)大(da),對(dui)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)的(de)抑(yi)製(zhi)效(xiao)果(guo)越(yue)明(ming)顯(xian)。考(kao)慮(lv)到(dao)成(cheng)本(ben)問(wen)題(ti),無(wu)感(gan)電(dian)容(rong)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)也(ye)不(bu)是(shi)越(yue)大(da)越(yue)好(hao),電(dian)容(rong)值(zhi)一(yi)般(ban)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)實(shi)驗(yan)來(lai)選(xuan)取(qu),應(ying)當(dang)選(xuan)擇(ze)商(shang)頻(pin)特(te)性(xing)好(hao)的(de)無(wu)感(gan)電(dian)容(rong)。這(zhe)種(zhong)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)適(shi)用(yong)於(yu)小(xiao)功(gong)率(lv)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),對(dui)於(yu)抑(yi)製(zhi)瞬(shun)時(shi)的(de)離(li)電(dian)壓(ya)十(shi)分(fen)有(you)效(xiao)並(bing)且(qie)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)低(di)。然(ran)而(er)隨(sui)著(zhe)功(gong)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia),這(zhe)種(zhong)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)可(ke)能(neng)會(hui)與(yu)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)產(chan)生(sheng)振(zhen)蕩(dang)。
接下來我們來看一下IGBT緩衝電路圖(b)。圖(b)所(suo)顯(xian)示(shi)的(de)結(jie)構(gou)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)的(de)問(wen)題(ti),這(zhe)種(zhong)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)快(kuai)速(su)恢(hui)複(fu)二(er)極(ji)管(guan)可(ke)以(yi)對(dui)瞬(shun)時(shi)的(de)高(gao)電(dian)壓(ya)產(chan)生(sheng)箝(qian)位(wei)的(de)作(zuo)用(yong),抑(yi)製(zhi)了(le)諧(xie)振(zhen)的(de)發(fa)生(sheng)。這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)中(zhong)同(tong)樣(yang)應(ying)當(dang)選(xuan)擇(ze)高(gao)頻(pin)特(te)性(xing)好(hao)的(de)無(wu)感(gan)電(dian)阻(zu)和(he)無(wu)感(gan)電(dian)容(rong),二(er)極(ji)管(guan)選(xuan)擇(ze)快(kuai)速(su)恢(hui)複(fu)二(er)極(ji)管(guan)。這(zhe)種(zhong)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)的(de)Rc時間常數f應當設為開關周期的三分之一左右。隨著功率等級的進一步增大,圖(b)串緩衝電路的回路寄生電感會變大,以至於不能有效地控製瞬時電壓。這時可以采用圖(c)中的緩衝電路,該緩衝電路一方麵有效地抑製振蕩,另一方麵回路寄生電感小,但是缺點是成本高。
由於電動汽車在驅動和電路設計中,對DC-DC變換器功率的要求比較小,所以工程師可以采用圖a所示的緩衝電路,電容C選擇為luF的無感電容。
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