模塊數(shù)據(jù)手冊中雜散電感的定義方法

換流回路中的雜散電感會引起波形震蕩，EMI或者電壓過沖等問題。因此在電路設(shè)計(jì)的時候需要特別留意。本文給出了電路雜散電感的測量方法以及模塊數(shù)據(jù)手冊中雜散電感的定義方法。

圖1為半橋電路的原理電路以及開關(guān)上管IGBT1時產(chǎn)生的電壓和電流波形。作為集中參數(shù)顯示的電路雜散電感Lσ，代表了整個回路（陰影區(qū)域）中的所有的分布電感（電容器、母線和IGBT模塊）。

半橋電路以及開關(guān)IGBT1時的電流和電壓波形

由于電流的變化，在雜散電感Lσ上產(chǎn)生了Lσ*dioff/dt的電壓降。它疊加在DC-link電壓Vcc上，被看作是關(guān)斷IGBT1時的電壓尖峰。根據(jù)RBSOA圖，該尖峰電壓必須限制在IGBT模塊的阻斷電壓VCES內(nèi)（芯片上測量，在CE輔助端子上測量）。此外，考慮到模塊主端子和輔助端子之間的雜散電感，在數(shù)據(jù)手冊中給出了一條降額曲線，用于在功率端子上測量電壓時使用。

通過IGBT導(dǎo)通時，集電極的電壓降可以推導(dǎo)出整個回路的雜散電感：當(dāng)IGBT處于阻斷狀態(tài)且電流已經(jīng)上升時，可以測量di/dt和電壓降ΔV，并根據(jù)公式Lσ=ΔV/di/dt計(jì)算得到電感。

模塊內(nèi)部雜散電感計(jì)算值在數(shù)據(jù)手冊中會給出。對于單管模塊，這個值就是之前提到的主功率和輔助端子之間的雜散電感；對于半橋模塊或者是有多個橋臂的模塊，這個值表示跟應(yīng)用相關(guān)的上管和下管換流回路。因?yàn)槟K結(jié)構(gòu)不同，這個值肯定會比單獨(dú)測量上下管電感之和低。對于含有多個橋臂的模塊，從電源到橋臂再回到負(fù)電源的情況最壞的換流回路需要被考慮。

根據(jù)模塊類型的定義，數(shù)據(jù)手冊上的雜散電感值應(yīng)該做如下解釋：

單管模塊類型FZ

模塊雜散電感通過CE主端子之間測量

半橋模塊類型FF（帶有三個主端子）

數(shù)據(jù)手冊的雜散電感值包含從上管到下管整個回路，從上管C1到下管E2的電感值。

H橋模塊類型F4

這類模塊包含兩個獨(dú)立的橋臂。數(shù)據(jù)手冊的雜散電感值包含一個橋臂從上管到下管整個回路，從正極到負(fù)極端子。

三相全橋模塊或者PIM類型FS/FP

這類模塊數(shù)據(jù)手冊的雜散電感值是指最壞情況下從上管到下管整個回路的電感值，從P+到N-端子

設(shè)計(jì)雜散電感是變頻器產(chǎn)品研發(fā)環(huán)節(jié)中非常重要的一個環(huán)。除了前期的計(jì)算和仿真之外，實(shí)際測量也是非常有必要的。特別是要模擬現(xiàn)場多種的惡劣工況，如低溫，過壓，大電流等；防止現(xiàn)場功率器件超過安全工作區(qū)導(dǎo)致失效。

責(zé)任編輯：haq

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