3相變頻器的損耗和溫度上升

在諸如PWM控制等發(fā)生復(fù)雜損耗的情況下，計(jì)算IGBT和FWD的損耗較困難。建議使用帶有演算功能的DSO（數(shù)字存儲示波器）等對實(shí)際工作的電路進(jìn)行測量。（例如：Tektronix的產(chǎn)品中備有動(dòng)力解析軟件TDSPWR3）選擇散熱器時(shí)需要知道大概的損耗，在此舉例介紹一下計(jì)算損耗的方法。

范例

PTMB75B12C, 變頻器輸出電流 (IOP) 75A, 控制率 (m) 1, 開關(guān)頻率 (f) 15kHz, 功率因數(shù)cosφ 0.85。

在此重新說明一次，IGBT的損耗為通態(tài)損耗Psat、開通損耗PON、關(guān)斷損耗POFF之和，而FWD的損耗為通態(tài)損耗PF、反向恢復(fù)損耗PRR 之和。

由于 IOP＝75A, VCE(sat) ＝2.2V (125℃), m＝1, cosφ＝0.85,Psat＝35.5(W)

VF在75A、125℃條件下的 FWD 正向電壓為1.8V。PF=4.7W

從圖表上可以獲知，75A時(shí)1脈沖單位的開通、關(guān)斷、反向恢復(fù)能量分別為7.5mJ、7mJ、6mJ。與頻率（15kHz）、還有1/π*1相乘后，即可得出平均損耗。

EON＝35.8(W)、EOFF＝33.4(W)、ERR＝28.6(W)
單個(gè)IGBT、FWD的損耗：

單個(gè)IGBT的單個(gè)FWD的

平均損耗范例平均損耗范例

104.7W 33.3W

(Psat+PON+POFF) (PF+PRR)
各個(gè)IGBT、FWD的損耗：模塊整體的損耗828W

各個(gè)IGBT、FWD的溫度上升：

IGBT：Rth(j-c)=0.3℃/W，ΔT(j-c)＝31.4℃

FWD：Rth(j-c)=0.6℃/W，ΔT(j-c)＝20.0℃

相對于外殼溫度的過渡結(jié)溫上升：

上一頁所計(jì)算的溫度上升是平均或穩(wěn)態(tài)的數(shù)值。根據(jù)需要，可以使用過渡熱阻計(jì)算溫度上升的最高值。

rth(t)是時(shí)間t的過渡熱阻

對于內(nèi)置有多個(gè)IGBT的模塊，選取損耗最大（溫度上升最高）的IGBT，另加上上述的溫度脈動(dòng)部分。

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