IGBT损耗计算

IGBT损耗计算单元内部损耗主要由单元内部的IGBT、整流桥、均压电阻、电解电容等产生，算出这些器件的损耗值便能算出单元的效率。一、IGBT损耗计算IGBT的损耗主要分为IGBT的通态损耗和开关损耗以及IGBT中续流二极管的通态损耗和开关损耗，（1）IGBT的通态损耗估算IGBT的通态损耗主要由IGBT在导通时的饱和电压Vce和IGBT的结热阻产生，IGBT通态损耗的计算公式为：)38(cos)4(21_22IpRthjcIpVcemIpRthjcIpVceigbtPtφ式中：Pt-igbt----IGBT的通态损耗功率（W）Vce----IGBT通态正向管压降（V）Rthjc----IGBT结热阻（K/W）Ip----IGBT通态时的电流（A）m----正弦调制PWM输出占空比cosφ----PWM输出功率因数（2）IGBT开关损耗计算IGBT的开关损耗主要是由于IGBT开通和关断过程中电流Ic与电压Vce有重叠，进而产生开通能耗Eon和关断能耗Eoff，IGBT的开关能耗大小与IGBT开通和关断时的电流Ic、电压Vce和芯片的结温有关，IGBT开关能好的计算公式为：)(**1EoffEonfigbtPk式中：Pk-igbt----IGBT开关热损耗值（W）f----IGBT开关频率（Hz）Eon----IGBT单次接通脉冲的能量损耗（W）Eoff----IGBT单次关断脉冲的能量损耗（W）（3）续流二极管通态损耗计算续流二极管在导通状态下存在正向导通压降Vf，其大小由通过的电流和芯片的结温有关。由于Vf和结热阻的存在，当有电流通过时会生成二极管在通态状态下的损耗。二极管在通态时的损耗计算公式为：)38(cos)4(21_22IpRthjkIpVfmIpRthjkIpVfdiodePtφ式中：Pt-diode----续流二极管开关热损耗（W）Vf----续流二极管通态正向管压降（V）Ip----IGBT通过续流二极管的运行电流（A）m----正弦调制PWM输出占空比cosφ----PWM输出功率因数Rthjk----二极管结热阻（K/W）（4）续流二极管开关损耗计算续流二极管的开关损耗主要由续流二极管恢复关断状态产生，其大小与正向导通时的电流、电流的变化率di/dt、反向电压和芯片的结温有关。续流二极管开关能耗计算公式为：EofffdiodePk**1式中：Pk-diode----续流二极管开关热损耗（W）f----二极管关断频率（Hz）Eoff----二极管单次关断脉冲的能量损耗（W）因为一个功率单元中有四个IGBT搭成H桥形输出正弦调制PWM波，在同一时刻只有两个IGBT工作，所以每个功率单元的IGBT总损耗为：Pz-igbt=Pd-igbt*2式中：Pd-igbt----单个IGBT的总功耗Pz-igbt----一个功率单元中IGBT的总功耗