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(che)DC-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。
shouxianbixumingquedeyidianshi,diandongqichededianlushejiyuchuantongdeqichedianlushejiyouhendadechayi。zaishijidediandongqudongxingdianlulianxianzhong,dianludeshuruhuiluzhi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IGBT的(de)損(sun)壞(huai)。在(zai)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)一(yi)定(ding)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),開(kai)關(guan)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)越(yue)快(kuai),或(huo)者(zhe)開(kai)關(guan)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)一(yi)定(ding)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)越(yue)大(da),電(dian)壓(ya)的(de)這(zhe)種(zhong)尖(jian)蜂(feng)也(ye)越(yue)大(da)。因(yin)此(ci),緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)對(dui)於(yu)IGBT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E2zhijian。wugandianrongdedianrongzhiyueda,duidianyajianfengdeyizhixiaoguoyuemingxian。kaolvdaochengbenwenti,wugandianrongdedianrongzhiyebushiyuedayuehao,dianrongzhiyibankeyitongguoshiyanlaixuanqu,yingdangxuanzeshangpintexinghaodewugandianrong。zhezhonghuanchongdianlushiyongyuxiaogonglvdeyingyongchanghe,duiyuyizhishunshidelidianyashifenyouxiaobingqiechengbenbijiaodi。ranersuizhegonglvdezengjia,zhezhonghuanchongdianlukenenghuiyuzhiliumuxianjishengdianganchanshengzhendang。
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deRc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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