Path: EDNTaiwan電子技術設計 >> 設計中心 >> 電源/智慧型能源 >> 透過IGBT熱計算來將電源設計的效用提升至最高
電源/智慧型能源 Share print

透過IGBT熱計算來將電源設計的效用提升至最高

2014年10月21日  | Alan Ball

Share this page with your friends

功率計算

電壓與電流波形必須相乘然後作積分運算以量測功率。雖然電壓和電流簡單相乘就可以給出暫態功率,但無法使用這種方法簡單地推導出平均功率,故使用了積分來將它轉換為能量。然後,使用不同損耗的能量之和以計算波形的平均功率。


在開始計算之前定義導通、導電及關閉損耗的邊界很重要,因為如果波形的某些區域遺漏了或者是某些區域被重複了,它們可能會給量測結果帶來誤差。本文的分析中將使用10%這個點;然而,由於這是一種常見方法,也可以使用其他點,如5%或20%,只要它們適用於損耗的全部成分。


正常情況下截取的是正在形成的正弦波的峰值波形。這就是峰值功率耗散。平均功率是峰值的50%(平均電壓是峰值電壓除以√2,平均電流是峰值電流除以√2)。


一般而言,在電壓波形的峰值,IGBT將導電,而二極體不導電。為了量測二極體損耗,要求像電機這樣的無功負載,且需要捕獲電流處於無功狀態(如被饋送回電源)時的波形。


圖2:IGBT導通波形。
圖2:IGBT導通波形。

導通時,應當量測起於IC電平10%終於10% VCE點的損耗。這些電平等級相當標準,雖然這樣說也有些主觀性。如果需要的話,也可以使用其他點。無論選擇何種電平來量測不同間隔,重要的是保持一致,使從不同元件獲取的資料能夠根據相同的條件來比較。功率根據示波器波形來計算。由於它並非恆定不變,且要求平均功率,就必須計算電源波形的積分,如波形跡線的底部所示,本案例中為674.3 μW(或焦耳)。


圖3:IGBT關閉波形。
圖3:IGBT關閉波形。

與之類似,關閉損耗的量測如下圖所示。


圖4:IGBT導電損耗波形。
圖4:IGBT導電損耗波形。

導電損耗的量測方式類似。它們應當起於導通損耗終點,終於關閉損耗起點。這可能難於精確量測,因為導電損耗的時間刻度遠大於開關損耗。


圖5:二極體關閉波形
圖5:二極體關閉波形。

必須獲取在開關週期的部分時段(此時電流為無功模式使二極體導電)時的二極體導通損耗資料。通常量測峰值、負及反向導電電流10%點的資料。


圖6:二極體導電損耗波形。
圖6:二極體導電損耗波形。

二極體導電損耗是計算IGBT封裝總損耗所要求的最後一個損耗成分。當計算出所有損耗之後,它們需要應用於以工作模式時長為基礎的總體波形。安森美半導體應用注釋AND9140中對此進行了詳細介紹。當增加並顧及到這些能量之後,它們可以一起相加,並乘以開關頻率,以獲得二極體及IGBT功率損耗。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)


 First Page Previous Page 1 • 2 • 3 Next Page Last Page


想要免費接收更多的技術設計資訊嗎?

馬上訂閱《電子技術設計》郵件速遞,透過郵箱輕鬆接收最新的設計理念和產品新聞。

為確保您的資訊安全,請輸入右方顯示的代碼.

啟動您的訂閱申請

我們已給您的註冊郵箱發送了確認信,請點擊信中的連結啟動您的訂閱申請。

這將有助於我們很好地保護您的個人隱私同時確保您能成功接收郵件。


添加新評論
遊客 (您目前以遊客身份發表,請 登入 | 註冊)
*驗證碼:

新聞 | 產品 | 設計實例