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首页 > 公司新闻 > 大功率IGBT中滤波电容的选择与计算
公司新闻
大功率IGBT中滤波电容的选择与计算
2023-08-28IP属地 湖北69

  由于IGBT供电的特殊性,很多设备相对于一般供电会有所改动。滤波电容器是变化较大的器件之一。为了给大功率电源

  滤波电容器的功能

  由于IGBT栅极的寄生电容比较大,当栅极电压变化时会需要很大的栅极充放电电流,而IGBT驱动器的作用就是放大驱动信号并提供这个电流。驱动电流来自电源,但普通电源的瞬时供电能力远远不能满足IGBT驱动器的要求。因此,需要在电源输出端并联一个大电容来提供这种瞬时大电流。

  二、滤波电容的要求。

  因为IGBT驱动器的瞬时驱动电流决定了IGBT栅极电压的变化速度,所以IGBT的驱动电流决定了IGBT的开关速度。由于IGBT驱动器的驱动电流由电源的滤波电容提供,滤波电容的瞬时供电能力决定了IGBT的开关性能。因为电容器的内阻和寄生电感是阻碍电容器瞬时供电能力的主要因素,所以对电源滤波电容器的主要要求之一就是使用低内阻的电容器。

  需要指出的是,如果

  第三,滤波电容的选择。

  滤波电容的要求是选择低内阻电容,但选择时仍有两点需要注意:

  首先是滤波电容的电容选择。滤波电容越大越好。一般只需要满足压降在100mV以内的要求即可。如果选择大,意味着更大的电容内阻,会降低驱动性能。如果选择小,就意味着电压波动大,会影响电路性能。以杨进生的IGBT驱动器QC962为例。该驱动器的额定驱动电流为5A。一般开车时间在1uS以内。此时根据UC=IT,仅降低100mV电压的电容为50uF。考虑到电容内阻的影响,选择双裕量一般不需要超过100uF。

  其次,我们需要选择一个合适的电容方案。大电容一般选用电解电容。因为电解电容的工作原理,即使是内阻低的电解电容,其内阻也会比较大。这时候可以选择陶瓷电容并联或者钽电容。需要注意的是,钽电容抗应力能力差,IGBT驱动器应用中容易产生意想不到的过应力,采用弱电流控制,需要谨慎使用。

  这里我们推荐一种更经济有效的电容方案。在电源输出端并联电解电容后,再并联一个低内阻的陶瓷电容。电解电容保证电源输出电压基本稳定,抑制驱动电流引起的电压变化平台。陶瓷电容抑制电解电容内阻引起的瞬时压降峰值。低成本的普通电解电容和陶瓷电容可以达到良好的高低频滤波效果。需要注意的是,在这种应用中,一般需要将电解电容设计为计算值,而低内阻的陶瓷电容是根据电解电容的电流和内阻来选择的,一般只在10uF以内。

  电容值的计算方法:c = it/u如果IGBT的导通时间很短,比如100ns级,那么c = 0.1V/5A/0.1US = 0.2μ f..

  计算电容为5uF。100nS级的开关速度只有MOS管或低功率IGBT才能实现。由于开关过程中栅极中的电荷很少,所以只需要一个小电容就可以达到滤波的效果。UC =它是电荷的等效计算。需要指出的是,1uS的开关时间是计算出来的经验值,对于5A的IGBT驱动器可以直接计算出来。

  以上是大功率IGBT电源中滤波电容的计算方法。由于IGBT电源大多工作在大功率模式下,很多参数和计算方法与传统电源不同,所以很多参数需要重新计算。我希望你看完这篇文章后能对IGBT的滤波电容器有更好的了解。