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1、低杂散电感的直流母线设计功率损耗与杂散电感的影响vCE(t)iC(t)VCCIO0t0t10tpv(t)iCvCEt2VCE,IC,Pv,Eswitch的关系NorbertPluschke08072开关速度的影响如果增加开关速度,将减少开关损耗EswitchvCE(t)iC(t)VCCIO0tt10tpv(t)t2EswitchvCE(t)iC(t)VCCIO0tt10tpv(t)t2EswitchNorbertPluschke08073vCE(t),iC(t)VCCIO0tvGE(t)VGE,IoVGE(th)0tVGG+VGG
2、-杂散电感对关断过程的影响开通(通过续流二极管换流)0tvCE(t),iC(t)VCCIOvGE(t)VGE,IoVGE(th)0VGG+VGG-t关断(带感性负载时,换流到续流回路)由杂散电感引起的尖峰电压由杂散电感引起的压降NorbertPluschke08074开通和关断IGBT模块在端子上引起的过电压由杂散电感引起的压降NorbertPluschke08075低感汇流母线简介汇流母线(BUSBAR):汇流母线用于完成电力电子产品中功率电路和器件的电气连接，通过正负极层叠平行分布的结构形式降低线路分布电感，从而降低功率元件两
3、端的反向峰值电压，降低功率器件对电压保护吸收电路的要求，提高功率器件运行的可靠性和稳定性，同时提高了电路的集成度，便于维修维护。NorbertPluschke08076低感汇流母线简介优点:★低电感系数★减少电压尖峰对元器件的损害,延长（提高）电子元件的使用寿命★最小的阻抗、压降★降低系统噪音和电磁干扰/射频干扰★方便安装和现场维护★减少部件数量，增加了系统的可靠性★简洁、美观NorbertPluschke08077汇流母线的应用电力电子工业变频器逆变(变流)器风力发电UPS系统电焊机测试设备交通运输电力机车轨道交通电动汽车电驱动
4、船舶航空航天卫星系统航天飞机导弹系统军事潜艇通讯系统装甲车辆雷达系统NorbertPluschke08078设计低杂散电感直流母线的理由为什么直流环节要低电感设计?由于直流环节的杂散电感,在IGBT关断时会出现过电压:加上直流母线电压可能导致Vce>Vcemax,过电压可以损坏IGBT通过直流环节低电感的设计(较小的Lstray),这些过电压能显著减小.NorbertPluschke08079换流回路的寄生元件NorbertPluschke080710杂散电感的影响L模块电感+L直流母线电感模块内部过电压+模块主端子的过电压Nor
5、bertPluschke080711不良的直流母线设计NorbertPluschke080712不同结构母排的电流分布及电感平行铜排的表面电流分布Ls=73.4nH层叠铜排的表面电流分布Ls=10.6nHNorbertPluschke080713如何检查和分析杂散电感?底层顶层测试点我们需用导线取代电容来测量杂散电感NorbertPluschke080714低电感的设计结构设计对杂散电感有显著影响导体必须平行=电流反并联=没有磁场Lstray=100%Lstray<20%loop1cm²≈10nHNorbertPluschke08
6、0715低电感的设计结构设计对杂散电感有显著影响电流流动没有环路=电流反并联=没有磁场Lstray=100%Lstray=30%剩余环路保持交叉NorbertPluschke080716结构设计对杂散电感有显著影响电流流动没有交叉=电流反并联=没有磁场低电感的设计Lstray=100%Lstray=50%保持交叉电容的并联更能降低电感NorbertPluschke080717直流母线的设计原则-直流母线+半层直流母线+/-全层-直流母线孔要在合适的地方NorbertPluschke080718电容端子结构+/-的影响4,56nH5
7、,55nH4,42nH3,62nH-不带电容的测量NorbertPluschke080719低电感的直流母线设计结构设计对直流母线的杂散电感有显著影响方向也要考虑Lstray=100%Lstray=80%+-+-NorbertPluschke080720LowInductanceDC-linkDesign+busbar-busbarSimulationofcurrentdistributionforthecaseofLstray=80%NorbertPluschke080721-+-+-+-+-+-+IGBT模块电容低电感的方案低
8、电感的直流母线设计不同设计的比较两个电容串联考虑电容连接到功率模块的方向-+-+-+-+-+-+IGBT模块电容++--+++典型的方案NorbertPluschke080722基于SEMiX模块的直流母线良好布局NorbertPluschke08
