igbt无损吸收网络的设计

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1、IGBT无损吸收网络的设计

2、第1内容显示中　　IGBT开通时，二极管D1，D3关断，C2，L1，C1组成谐振电路，U施加到吸收网络电感L1的两端，电流从C2通过L1和D2给C1充电。当C2放电到0时，C1充电到U，电感L1中的电流为0，串联的二极管D2截止，谐振结束，C1储存能量为IGBT关断作准备。在这一开通期间，由于负载电感L、集电极母线电感、各种杂散电感以及L1对集电极电流的限流作用，有效地限制了IGBT集电极电流上升率di／dt、降低IGBT的电流应力，同样也降低了开通功耗。　　这样，缓冲电路不仅降低了器件的开关损耗，而且降低了器件所承受的电压、

3、电流应力，保护IGBT安图2所示。500)this.style.ouseg(this)">2　缓冲元件参数计算　　首先确定IGBT驱动的负载电流I的最大值、外施电源U的最大值以及要求的开关管电压上升时间Tr。因缓冲电容C1，C2配合充放电，取值相同，其大小可以根据下式计算：500)this.style.ouseg(this)">　　由于D3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可根据式（3）计算

4、：500)this.style.ouseg(this)">数大小。另外要注意的是，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。3　注意事项　　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，需从多方面入手：（1）直流母线要尽量地短；（2）缓冲吸收电路要尽量贴近IGBT管；　　（3）选用无感的突波电容及与IGBT相匹配的快速缓冲二极管。　　目前，缓冲吸收电路的制作多用分立件连接；也有用缓冲电容模块直接安装在IGBT上的。

5、显然，后一种方式吸收效果要好。本文采用的美国CDE公司的缓冲电容模块能充分满足IGBT电路尤其是高频大功率IGBT电路对吸收网络的要求，其SCC型电容模块为两单元无感突波缓冲电容与缓冲二极管一体封装，易于与外接器件构成简单可靠的吸收电路。模块的电容容量0．47～2．0μF可选，直流电压分600V和1200V两档，特点是低介质损耗、低电感量、高峰值电流、缓冲二极管极低恢复电荷、防火树脂封装、有导线与外部相连。　　吸收网络一般选用小功率快恢二极管，它承受低的平均电流和大的峰值电流。特别的是，二极管必须有较低的恢复电荷，如果恢复电荷过大，电容器中储存的能量将不

6、能保证网络在下一个周期复位。本文中的CDE缓冲电容模块封装的超快恢复二极管在这一方面有着优异的性能。　　此外，和电容器并联的电感器必须最小化。应通过改变绕组的结构来减小绕组的寄生电容。采取层绕法的寄生电容最大，而分段绕和叠绕技术可以减小绕组的寄生电容。4　结　语　　该模块化无损吸收网络已成功用于一台大功率开关电源上，运行表明，该网络既保护了开关功率管，又减小了开关损耗，提高了整机效率，加强了系统的可靠性，非常适合于高频大功率及要求高效率的功率变换器。