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80kva400a大功率变流器体系H桥低感叠层百度打算

来源:ks 作者:admin 浏览: 日期:2020-10-02 04:27

  正在被越来越普及的操纵,其所操纵的igbt越来越短的开合时代导致了过高的dv/dt和di/dt,这就导致了撒播杂散电感对功率器件合断特质有更主要的感染。叠层母排技能也许有效压制igbt的过电压尖峰[1][2]。

  (1)由于开合频率越来越高,其母线排的高频模型变得极端紧要。在文献[3]中提出了直流母线排的高频模型,然则这些文章都采取了较小尺寸器件实用的peec技巧,阅历树立等效电途得到母线排的高频模型,所得到的母线排模型行使范围计较渺小,并且缺少工程适用性。

  (2)更改母线排表情以完毕低电感。有文献拣选给现有母线排开狭长形缺口的本事以调整电流流向,但其简略母排电感的真实性值得疑心,因为母线排内的孔洞造成的涡流破费和电流流传不均可能反而会增加母线排的电感。

  本文从实践启碇,针对80kva/400a变流体系h桥母线排提出一种新的优化部署部署•,从igbt机关,母排构造布置,缓冲招徕电路抉择等方面全方位包管母排电感参数到达最优,在现实欺骗中有很好的可行性和信得过性•。

  随着墟市对兆瓦级的必要激增,今朝igbt并联谋略已成为一种趋势。缘故igbt并联也许需要更高的电流密度、平均的热传播、迟缓组织以及较高的性价比(这取决于器件及楷模)。经验将小功率igbt模块(收罗分立式igbt)•、大功率igbt模块举办并联组合,可博得分化额定电流的等效模块,并且完毕并联的集关样子也灵敏多样。以高压变频器中普遍选择的h桥拓扑结构功率单元为例•,其并联实现可以用差别电途布局的igbt模块,如半桥“ff”、单个“fz”•、四单元“f4”和六单元“fs”,如图1所示••。并联可抬高模块热凑集,使其赢得更加匀称的温度梯度散播,较低的均匀散热器温度,这有益于发展热循环周次。因此,igbt并联是大功率方案使用的最佳料理谋划之一。

  不过,并联igbt之间静态与动静效用的区别会影响均流•,使得输出电流不得不被降额。况且电流传布不平均会导致杂散电感参数增大,由于直流环节的杂散电感,在igbt合断时会表现过电压,或许导致模块摧毁。从均流角度方面来看,并联预备好坏对降额起严重性的效率,且雄壮于igbt己方参数差异性所引起的问题。因而,并联应重点商量何如体验计算包管均流。有文献阐明了劝化igbt均流的五个严重因素。并联铺排应当会集在这些成分上面以优化驱动回路、功率换流回途、模块构造以及冷却要求等,其方针是确保每个并联岔途尽不妨竣工对称。较多文献供应了igbt均流方法,igbt坐蓐厂商也会供给反应的本领帮助,在此不再赘述•。

  3 母线 叠层母线排构造由临近效应道理可知,某一导体的高频电流在邻近的导体层会酿成辐射滋扰电流。对于双层铜排•,当电流源途径与地平面彼此叠层并使间距满意绝缘层厚度远小于母排宽度时,高频电流将重要散播在两块铜排相相近的两个内中平面上,局部高频磁场不妨相互抵消,异常于等效减小了回路电感•。叠层母线排与平行母线 igbt臂或模块并联

  要是连合线途和器件构成一个“回路”,即如图3上半个别所示回路。换流回道上叠加的各感受电压将会和直流母线电压统统加在功率器件上,产生关断电压尖峰。尖峰过高可能造成器件过压击穿、增洞开合消耗•、加剧共模干扰,乃至带来限制放电的迫害。于是,在母线排结构规划中,应该纵然阻挠回途可能维系电流回道交错。

  大功率器中分布杂散电感的压抑离不开缓冲电容和电解电容,出于资本钻探,广大采用铝电解电容撑持母线直流电压•,由于其耐压等第低,须要大量串并联,连结线路上的杂散电感会酿成各并联电容间高频电流撒播不匀称,隔绝功率器件较近的电容会担当高于额定值的电流而急剧发热,于是这两者是资产工程使用中的严重问题。在电容构造安放中•,闭键感染成分疏散是:电容端子盘算主张、电容串贯串构策动•。图4散漫衡量了分别电容端子部署电感的值,图5给出了范例筹划安放和主流低电感安放谋划中电容串联格局的分化。从图5中可能得出云云的结论,电容端子的宗旨对电感有较大陶染,而电容采用无环途串联体例不妨极大的降低母排电感。图6给出了电容端子铺排良好时母排电流的有限元阐发,由图6能够看出在母线排外貌电流宣扬万分均匀,等效效力降低了电感。

  图7为实质优化后欺骗的h桥母线排组织,在探讨到电流路途和电容端子主张及其全班人优化方式后,愚弄有限元阐明软件ansoft对其表面电流撒布实行了仿线中能够看出,除母线排开孔处由于涡流效应导致的电流分布不平均之外,完全母线排的电流宣扬较量均匀,由此酿成的杂散电感经过有限元软件直接提取结果为21nh,能够满意工业条款。

  本节要紧体验尝试举行典型布局下的母线排igbt过电压波形与抉择优化后构造的比较•,如图9所示。实验欺骗80kva/400v。图10和图11为实验获得的igbt过电压波形,其中图11为选用楷模结构的h桥母线排中测得的igbt过电压波形,图11为采纳优化后布局的母线排中测得的igbt过电压波形。由图中能够看出新型母线排机关有优良的压制过电压效用。

  (1)新型叠层母线的操纵使得各器件具有优异的关断特征,可能节减罗致电容的行使个数,收缩编制体积,具有杰出的电磁兼容特质•;

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