IGBT模塊采用吸收電路時,典型的關斷電壓波形如下圖所示。從圖中可以看出,初始浪涌電壓△U1之后,隨著吸收電容充電,瞬態(tài)電壓再次上升。第二次上升峰值△U2是吸收電容和母線寄生電感的函數(shù)。為確定△U2的數(shù)量級,可以用能量守恒定律獲得下式:文章來源:http://itmustbedons.com/il/238.html
式中:Lp為母線寄生電感;ic為功率器件的工作電流;C為吸收電容值;△U2為吸收電壓峰值。若給△U2設定限值,那么便能按下式進行計算。
下表給出了三菱公司針對H系列
IGBT推薦的吸收電路設計值,實驗證明也適用于其他公司的IGBT。使用下表的兩個設定條件是:
1)吸收電路處理的最大電流為該模塊的額定電流Ic,對短路時發(fā)生的過大電流已采用降低柵極發(fā)射極電壓U
GE、鉗位U
GE等辦法加以限制。
2)按C型緩沖電路設計的緩沖電容Cs值,是以△U2=100V計算出來的。
根據(jù)前面的選擇,對于額定電流為300A的主功率開關器件,從表中的推薦值可以得出吸收電容的值應該是0.47uF。考慮到該推薦值為采用RC吸收網(wǎng)絡時的選擇值,對于吸收電容直接并接在每個功率開關器件兩側(cè)的情況,該吸收電容的選擇值還可以比這個值小。大功率IGBT電路需要極低電感量的吸收電路,故吸收電容要選擇無感電容。
吸收網(wǎng)絡中元件的特性是非常重要的。由于電流變化率非常大,吸收電路及其元件內(nèi)部很小的寄生電感現(xiàn)象幾乎可以使網(wǎng)絡完全失效。為了減小寄生電感,在設計中應注意以下幾點。
①直流母線要盡量地短。
②緩沖吸收電路要盡量貼近IGBT。
③選用無感的突波電容及與IGBT相匹配的快速緩沖二極管。