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PFC 应用中功率器件 IGBT 结温评估方法

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STMCU小助手 发布时间:2022-12-2 15:39
目的和作用$ O9 Z6 F. d% p3 N0 _2 C
这篇文章用实际例子讲述,在家电 PFC 的运用中如何评估 IGBT 的结温 (例如:空调)6 z9 L/ X- C( ?( b
描述
5 Y7 A# L$ ^5 V2 Y; P! d' FIGBT 作为 PFC 开关器件在家电中运用很广,例如:空调产品.对于家电产品来说,PFC 中 IGBT 结温的评估是整个系统设计过程中非常重要的阶段.接下来会基于STGWT40HP60FB(IGBT)和 STTH30AC06C(快恢复二极管)的运用为例来详细介绍如何运用计算的方式评估 IGBT 的结温.
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! v7 d+ [6 J+ A0 k: G- q% E) K, O# D2 ?9 K* W

/ q3 f: |; M# BStep1: 在每一个条件下确认 IGBT 的波形以获得最大 IGBT 电气参数: Vcemax, Vgemax, Icemax1 W- Q$ L+ B8 V$ v* O+ a; l& l

* V3 g$ a9 g6 W* I8 X# z) D+ L

; E* D) A0 ~& K# v! u6 k+ M+ f! m [LPY~9E2]CUM$$QX(U.png ; f% Q' z7 `: J
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. m- k. b4 p+ B1 A Note1 -- 环境温度由终端客户决定。3 R% G7 I9 y) h& H
Note2—用点温线或热成像仪测试 IGBT 的温度时参照如下图所示位置获取 Tc 温度。: ]1 O* s3 k7 _! w6 \* i5 D9 U

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Step2:在最恶劣的条件下估算 IGBT 的结温.
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) |" M2 l2 ^) d0 B$ z+ m4 X5 K; i4 i: f

) q4 V* Z; p" m9 B7 |1 ]* {( F4 c 有两种方式获得 Ploss 数值:' `& z* F; e- N4 W
>2-1: 运用示波器的数学积分功能:
% W' v7 y( B3 ~# i IGBT 的平均功率损耗可以运用示波器的积分功能获得,所以选择的样本数量越多计算的就越准确。
& k  X! ~$ P! k+ Z$ D
) M8 [2 q7 @. e( o" ]
>2-2: 理论计算:
. ?* p8 ~9 M& D! ?+ h3 Q: j
2 G! j1 g" ~4 W

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* y2 A) ^: l+ `. m4 K 导通损耗计算:9 E7 _5 P8 _  a3 Q
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3 J" M$ ?5 i5 P0 a' O# p4 r Coes 及寄生电容储存能量损耗
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IGBT 开启或关断过程中电压、电流交越损耗:(Note)& i/ c- s( e$ R1 O3 t! b

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Note:对于计算开关损耗,为了获得真实的动态值最好用示波器测量波形的 Eon 和 Eoff。
, v0 q- f9 U! ?7 c1 m' y5 t不管怎样,上面的计算方式都是一个很好的近似法。6 s% p" o( J3 y9 ^7 @- @# E$ J& p
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总损耗:
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完整版请查看:附件
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