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關(guān)于IGBT損耗的幾點(diǎn)體會(huì)

近日發(fā)現(xiàn)有些兄弟在為IGBT發(fā)熱問題所困擾,本人試歸納了以下幾點(diǎn)體會(huì)供參考,有不足的地方請(qǐng)各位指出。

一、IGBT的損耗主要包括通態(tài)損耗和開關(guān)損耗。

二、通態(tài)損耗主要取決于IGBT的導(dǎo)通飽和壓隆Vce(sat),開關(guān)損耗主要取決于開通時(shí)間ton和關(guān)斷時(shí)間toff,不同的頻率及不同的電路方式,這兩種損耗所占的總損耗的比例是不同的。

三、當(dāng)工作頻率較低時(shí),通態(tài)損耗是主要的,建議選取低飽和壓隆的IGBT;當(dāng)工作頻率較高時(shí),開關(guān)損耗是主要的,建議選取短拖尾電流的快速IGBT。

四、選用更大電流的模塊則可把開關(guān)速度提高并減小開關(guān)損耗。

五、開關(guān)損耗包括開通損耗和關(guān)斷損耗,在串聯(lián)諧振電路中,IGBT開通時(shí)做到零電壓開通是較易做到的,這時(shí)的開通損耗極小;IGBT關(guān)斷時(shí)做到接近零電流關(guān)斷是可以做到的,這時(shí)的關(guān)斷損耗也較小。

六、柵極電阻RG減小可縮短開通時(shí)間ton和關(guān)斷時(shí)間toff,并減小了開通損耗和關(guān)斷損耗,但卻增加了浪涌電壓和電磁干擾。RG的選取是應(yīng)在各個(gè)矛盾中選取一個(gè)平衡點(diǎn)。
全部回復(fù)(33)
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2011-07-21 17:23
總結(jié)得不錯(cuò),這是最基本的無誤的知識(shí)。
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lzhoujun
LV.3
3
2011-07-21 19:12
謝謝 學(xué)習(xí)了
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fsrhc
LV.4
4
2011-07-22 08:30
我想要綜合做好這幾點(diǎn)有點(diǎn)困難
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2011-07-22 10:52
實(shí)際使用的時(shí)候,會(huì)有一些意想不到的problem。但是基本的思路你還是正確的。
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zhufdf
LV.4
6
2011-07-22 11:59
@命運(yùn)寵愛
實(shí)際使用的時(shí)候,會(huì)有一些意想不到的problem。但是基本的思路你還是正確的。
,樓主講的很好!
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2011-07-22 23:24
@fsrhc
我想要綜合做好這幾點(diǎn)有點(diǎn)困難
在滿載時(shí),這幾點(diǎn)是都可做到的,努力吧!
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2011-07-22 23:29
@命運(yùn)寵愛
實(shí)際使用的時(shí)候,會(huì)有一些意想不到的problem。但是基本的思路你還是正確的。
我在早期,的確遇到一些意想不到的問題,經(jīng)過深入的分析和細(xì)致的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)在都解決了。
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2011-08-01 16:58

關(guān)于您所說第四點(diǎn),開關(guān)損耗是與開關(guān)頻率有關(guān)系的,開關(guān)頻率越高開關(guān)損耗也越大,怎么會(huì)把開關(guān)速度提高而減小開關(guān)損耗呢?

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stevenpe
LV.4
10
2011-08-01 18:10
@liningustb
關(guān)于您所說第四點(diǎn),開關(guān)損耗是與開關(guān)頻率有關(guān)系的,開關(guān)頻率越高開關(guān)損耗也越大,怎么會(huì)把開關(guān)速度提高而減小開關(guān)損耗呢?

關(guān)于這一點(diǎn),你可以參考一下:

每一種IGBT芯片都有特定的最佳運(yùn)行開關(guān)頻率段和運(yùn)行開關(guān)特性。

最佳運(yùn)行開關(guān)頻率段是指該種IGBT芯片在此開關(guān)頻率段運(yùn)行時(shí),損耗較小,運(yùn)行特性較為理想。任何一款I(lǐng)GBT模塊,不是說你想運(yùn)行在什么開關(guān)頻率,都能出來額定的電流。例如KS4和KT4,現(xiàn)在可能好多廠家都在用,大家都知道,KS4運(yùn)行在30khz左右都沒問題,發(fā)熱量不是很大,電流完全出的來;而KT4如果運(yùn)行在30khz就會(huì)很燙,需要降額使用,這就是由芯片特性決定的。KS4是ufrtafast芯片做的,而KT4好像是NPT standard第四代芯片做的,這就決定了KS4是高頻的IGBT模塊,而KT4一般運(yùn)行在15khz較為理想。

運(yùn)行開關(guān)特性跟門極電阻值的選擇有關(guān)系,不通電流等級(jí)的IGBT模塊,所需要的門極電阻值是不一樣的,需要不一樣的理由就是為了讓IGBT運(yùn)行的更理想,此處說的更理想包括開通關(guān)斷損耗、IGBT開關(guān)運(yùn)行時(shí)間、開通關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的DI/DT等;都跟門極電阻值的選擇有較大的關(guān)系。

一般IGBT原廠在推薦客戶使用時(shí),都會(huì)告知客戶,該款I(lǐng)GBT適合于什么開關(guān)頻率,要選取多大的門極電阻值較為合適。

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2011-08-01 18:44
@stevenpe
關(guān)于這一點(diǎn),你可以參考一下:每一種IGBT芯片都有特定的最佳運(yùn)行開關(guān)頻率段和運(yùn)行開關(guān)特性。最佳運(yùn)行開關(guān)頻率段是指該種IGBT芯片在此開關(guān)頻率段運(yùn)行時(shí),損耗較小,運(yùn)行特性較為理想。任何一款I(lǐng)GBT模塊,不是說你想運(yùn)行在什么開關(guān)頻率,都能出來額定的電流。例如KS4和KT4,現(xiàn)在可能好多廠家都在用,大家都知道,KS4運(yùn)行在30khz左右都沒問題,發(fā)熱量不是很大,電流完全出的來;而KT4如果運(yùn)行在30khz就會(huì)很燙,需要降額使用,這就是由芯片特性決定的。KS4是ufrtafast芯片做的,而KT4好像是NPTstandard第四代芯片做的,這就決定了KS4是高頻的IGBT模塊,而KT4一般運(yùn)行在15khz較為理想。運(yùn)行開關(guān)特性跟門極電阻值的選擇有關(guān)系,不通電流等級(jí)的IGBT模塊,所需要的門極電阻值是不一樣的,需要不一樣的理由就是為了讓IGBT運(yùn)行的更理想,此處說的更理想包括開通關(guān)斷損耗、IGBT開關(guān)運(yùn)行時(shí)間、開通關(guān)斷時(shí)所產(chǎn)生的DI/DT等;都跟門極電阻值的選擇有較大的關(guān)系。一般IGBT原廠在推薦客戶使用時(shí),都會(huì)告知客戶,該款I(lǐng)GBT適合于什么開關(guān)頻率,要選取多大的門極電阻值較為合適。

支持!

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2011-08-01 18:49
@liningustb
關(guān)于您所說第四點(diǎn),開關(guān)損耗是與開關(guān)頻率有關(guān)系的,開關(guān)頻率越高開關(guān)損耗也越大,怎么會(huì)把開關(guān)速度提高而減小開關(guān)損耗呢?
我第四點(diǎn)是說,當(dāng)把IGBT的電流余量取大一點(diǎn)(即大馬拉小車)時(shí),既可提高開關(guān)頻率,又可減小開通損耗。
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2011-08-01 18:51
@十年不鳴
我第四點(diǎn)是說,當(dāng)把IGBT的電流余量取大一點(diǎn)(即大馬拉小車)時(shí),既可提高開關(guān)頻率,又可減小開通損耗。
對(duì)不起,打錯(cuò)字了,是[既可提高開關(guān)頻率,又可減小開關(guān)損耗]。
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laoba_9999
LV.2
14
2011-08-09 15:28

在串聯(lián)諧振電路中,IGBT開通時(shí)做到零電壓開通是較易做到的,這時(shí)的開通損耗極??;IGBT關(guān)斷時(shí)做到接近零電流關(guān)斷是可以做到的,這時(shí)的關(guān)斷損耗也較小。

問樓主,這個(gè)結(jié)論是在感性的,還是在容性的狀態(tài)下的情況。

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bigbigeasy
LV.6
15
2011-08-09 16:09
@十年不鳴
對(duì)不起,打錯(cuò)字了,是[既可提高開關(guān)頻率,又可減小開關(guān)損耗]。
電流余量取大,驅(qū)動(dòng)會(huì)有問題
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2011-08-11 00:23
@laoba_9999
在串聯(lián)諧振電路中,IGBT開通時(shí)做到零電壓開通是較易做到的,這時(shí)的開通損耗極?。籌GBT關(guān)斷時(shí)做到接近零電流關(guān)斷是可以做到的,這時(shí)的關(guān)斷損耗也較小。問樓主,這個(gè)結(jié)論是在感性的,還是在容性的狀態(tài)下的情況。
弱感性。
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2011-08-11 00:35
@bigbigeasy
電流余量取大,驅(qū)動(dòng)會(huì)有問題
若你的驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)能力本身已經(jīng)有限,則把IGBT的電流余量取大后,驅(qū)動(dòng)會(huì)有問題 。故電流余量取大后,要檢查驅(qū)動(dòng)能力是否足夠、柵極電阻是否匹配等。
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laoba_9999
LV.2
18
2011-08-11 10:53
@十年不鳴
弱感性。

謝謝。好像大家都做弱感性的,有沒有人做弱容性的。

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2011-09-07 14:31
@十年不鳴
我第四點(diǎn)是說,當(dāng)把IGBT的電流余量取大一點(diǎn)(即大馬拉小車)時(shí),既可提高開關(guān)頻率,又可減小開通損耗。
電流余量大,芯片面積大,價(jià)格就高
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2011-09-19 13:44
好帖子~~~感謝樓主?。。。?/div>
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czlw888
LV.7
21
2011-09-20 22:57
@電源網(wǎng)-源源
好帖子~~~感謝樓主?。。?!
不錯(cuò)
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2011-10-05 11:46
@電源網(wǎng)-源源
好帖子~~~感謝樓主?。。。?/span>
謝謝!
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2011-10-05 11:48
@命運(yùn)寵愛
電流余量大,芯片面積大,價(jià)格就高

本人認(rèn)為在各項(xiàng)保護(hù)到位的情況下,電流余量取大1倍已足可保證不炸IGBT。在某些場(chǎng)合,當(dāng)其它方法都用過后,開關(guān)頻率或開關(guān)損耗還達(dá)不到要求時(shí),可考慮把電流余量再取大些,這樣做IGBT的價(jià)格當(dāng)然會(huì)增加。

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stevenpe
LV.4
24
2011-10-07 18:49
@十年不鳴
本人認(rèn)為在各項(xiàng)保護(hù)到位的情況下,電流余量取大1倍已足可保證不炸IGBT。在某些場(chǎng)合,當(dāng)其它方法都用過后,開關(guān)頻率或開關(guān)損耗還達(dá)不到要求時(shí),可考慮把電流余量再取大些,這樣做IGBT的價(jià)格當(dāng)然會(huì)增加。

各項(xiàng)保護(hù)做到位的話,差不多50%甚至30%的就可以搞定,問題往往在于有些做了直通過流保護(hù),但是來不及相應(yīng)。亦或者是機(jī)器做的很好,但是使用者使用不行,完全不按照機(jī)器指南來使用,最簡(jiǎn)單的,就是客戶在裝機(jī)時(shí),經(jīng)常把線圈電感量搞錯(cuò),造成炸機(jī)的很多。

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2011-10-07 22:39
@stevenpe
各項(xiàng)保護(hù)做到位的話,差不多50%甚至30%的就可以搞定,問題往往在于有些做了直通過流保護(hù),但是來不及相應(yīng)。亦或者是機(jī)器做的很好,但是使用者使用不行,完全不按照機(jī)器指南來使用,最簡(jiǎn)單的,就是客戶在裝機(jī)時(shí),經(jīng)常把線圈電感量搞錯(cuò),造成炸機(jī)的很多。

一、  我廠是既有賣整機(jī),也有賣機(jī)芯的。我們有些機(jī)芯客戶連萬用表、鉗表都要教他看,線盤與鍋具間距比要求多了10多毫米,線盤電感量搞錯(cuò),用錯(cuò)鍋等等,這些都是偶然就會(huì)發(fā)生的事,還要照顧拋鍋功能,考慮完以上問題后,就算各項(xiàng)保護(hù)都做到位的話,要絕對(duì)保證IGBT不炸,我認(rèn)為留50%是有些免強(qiáng)的,留1倍的余量是足夠的。

二、我的設(shè)計(jì)思路是:就算用戶不正當(dāng)使用,也不能炸機(jī),最多也是不正常工作罷了。

否則整天和用戶爭(zhēng)論,只會(huì)弄巧反拙。

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2011-10-07 22:43
@十年不鳴
一、 我廠是既有賣整機(jī),也有賣機(jī)芯的。我們有些機(jī)芯客戶連萬用表、鉗表都要教他看,線盤與鍋具間距比要求多了10多毫米,線盤電感量搞錯(cuò),用錯(cuò)鍋等等,這些都是偶然就會(huì)發(fā)生的事,還要照顧拋鍋功能,考慮完以上問題后,就算各項(xiàng)保護(hù)都做到位的話,要絕對(duì)保證IGBT不炸,我認(rèn)為留50%是有些免強(qiáng)的,留1倍的余量是足夠的。二、我的設(shè)計(jì)思路是:就算用戶不正當(dāng)使用,也不能炸機(jī),最多也是不正常工作罷了。否則整天和用戶爭(zhēng)論,只會(huì)弄巧反拙。
樓主,繼續(xù)啊...學(xué)習(xí)中...
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2011-10-07 22:53
@笨小孩1114
樓主,繼續(xù)啊...學(xué)習(xí)中...

謝謝關(guān)注!

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stevenpe
LV.4
28
2011-10-08 08:51
@十年不鳴
一、 我廠是既有賣整機(jī),也有賣機(jī)芯的。我們有些機(jī)芯客戶連萬用表、鉗表都要教他看,線盤與鍋具間距比要求多了10多毫米,線盤電感量搞錯(cuò),用錯(cuò)鍋等等,這些都是偶然就會(huì)發(fā)生的事,還要照顧拋鍋功能,考慮完以上問題后,就算各項(xiàng)保護(hù)都做到位的話,要絕對(duì)保證IGBT不炸,我認(rèn)為留50%是有些免強(qiáng)的,留1倍的余量是足夠的。二、我的設(shè)計(jì)思路是:就算用戶不正當(dāng)使用,也不能炸機(jī),最多也是不正常工作罷了。否則整天和用戶爭(zhēng)論,只會(huì)弄巧反拙。

認(rèn)同你的觀點(diǎn)。你的設(shè)計(jì)思路確實(shí)沒錯(cuò),但實(shí)際操作時(shí),卻會(huì)有這樣那樣的問題,我有好些客戶,機(jī)器保護(hù)做的很完善,如果他們的客戶使用這樣的機(jī)器或者機(jī)芯,真的不太會(huì)炸機(jī)。

但有個(gè)問題是什么呢,保護(hù)做完善了,上電一運(yùn)行就保護(hù),一運(yùn)行就保護(hù),客戶沒發(fā)正常使用,所以他們也會(huì)天天跟你抱怨。

這里其實(shí)就涉及到一個(gè)折中點(diǎn)的問題了,既要機(jī)器的保護(hù)做得好,又能讓懂得很少或者一點(diǎn)不懂的客戶也能正常使用,所以就需要高手的作品了。

但無論怎么做,一定跟客戶強(qiáng)化甚至灌輸機(jī)器的使用知識(shí),那真的是必不可少的。

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2011-10-08 21:54
@stevenpe
認(rèn)同你的觀點(diǎn)。你的設(shè)計(jì)思路確實(shí)沒錯(cuò),但實(shí)際操作時(shí),卻會(huì)有這樣那樣的問題,我有好些客戶,機(jī)器保護(hù)做的很完善,如果他們的客戶使用這樣的機(jī)器或者機(jī)芯,真的不太會(huì)炸機(jī)。但有個(gè)問題是什么呢,保護(hù)做完善了,上電一運(yùn)行就保護(hù),一運(yùn)行就保護(hù),客戶沒發(fā)正常使用,所以他們也會(huì)天天跟你抱怨。這里其實(shí)就涉及到一個(gè)折中點(diǎn)的問題了,既要機(jī)器的保護(hù)做得好,又能讓懂得很少或者一點(diǎn)不懂的客戶也能正常使用,所以就需要高手的作品了。但無論怎么做,一定跟客戶強(qiáng)化甚至灌輸機(jī)器的使用知識(shí),那真的是必不可少的。

若機(jī)器經(jīng)常出保護(hù),又不考慮拋鍋功能,則留30%余量足以保證不炸IGBT了。我之所以強(qiáng)調(diào)要留1倍余量,是因?yàn)橐WC用戶正常使用甚至超出一些范圍也不會(huì)出保護(hù)但又確保不炸IGBT,以及要照顧拋鍋功能,當(dāng)然若超出較大范圍肯定是要出保護(hù)的。

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btma
LV.8
30
2011-10-08 23:38

都是比較實(shí)在的知識(shí)。但現(xiàn)實(shí)還是復(fù)雜的,需要慎重取舍。

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18036352818
LV.3
31
2011-10-14 21:00
@stevenpe
認(rèn)同你的觀點(diǎn)。你的設(shè)計(jì)思路確實(shí)沒錯(cuò),但實(shí)際操作時(shí),卻會(huì)有這樣那樣的問題,我有好些客戶,機(jī)器保護(hù)做的很完善,如果他們的客戶使用這樣的機(jī)器或者機(jī)芯,真的不太會(huì)炸機(jī)。但有個(gè)問題是什么呢,保護(hù)做完善了,上電一運(yùn)行就保護(hù),一運(yùn)行就保護(hù),客戶沒發(fā)正常使用,所以他們也會(huì)天天跟你抱怨。這里其實(shí)就涉及到一個(gè)折中點(diǎn)的問題了,既要機(jī)器的保護(hù)做得好,又能讓懂得很少或者一點(diǎn)不懂的客戶也能正常使用,所以就需要高手的作品了。但無論怎么做,一定跟客戶強(qiáng)化甚至灌輸機(jī)器的使用知識(shí),那真的是必不可少的。
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