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功率器件损耗计算

功率器件损耗计算

功率器件应用时所受到的热应力可能来源于两个方面:器件内部和器件外部。器件工作时所耗散的功率要通过发热形式耗散出去。若器件的散热能力有限,则功率的耗散就会造成器件内部芯片有源区温度上升及结温升高,使得器件可靠性降低,无法安全正常工作。在实际应用中,为了保证某些重要功率器件,在这些器件上使用散热器来控制其的工作温升。
功率器件常用的散热方式是使用散热器。散热器设计的选用主要依靠功率器件的损耗发热量。在计算出损耗量的前提下,对散热器的各个参数进行设计。在开关电源系统中功率器件有7个IGBT和2个整流桥,其损耗量计算如下:
IGBT的散热器有两组:其中U1、U2、U3为一组,U4、U5、U6、U7为一组。
U1、U2、U3损耗:
流过电流Io=228A
工作电压Vcc=620V
工作频率fc=3kHZ
其它计算参数由CM600DU-24NFH提供的参数表查得;
通过CM600DU-24NFH自带损耗计算软件可算得一个IGBT模块的损耗量,如下图:

由计算结果可知:P1=389.51W
Po=3× P1=3×389.51=1168.53W
U4、U5、U6、U7损耗:
流过电流Io=114A
工作电压Vcc=620V
工作频率fc=20kHZ
其它计算参数由CM600DU-24NFH提供的参数表查得;
通过CM600DU-24NFH自带损耗计算软件可算得一个IGBT模块的损耗量,如下图:

由计算结果可知:P1=476.82W
Po=4× P1=4×476.82=1907.28W
整流桥D1、D2损耗计算
整流桥是由四个二极管构成,主要的损耗来自二极管PN结。二极管的损耗包括正向导通损耗、反向恢复损耗和断态损耗。肖特级二极管的反向时间很短,反向损耗可以忽略不计。一般来说,二极管的截止损耗在总功耗中所占的比例很小,可以忽略不计。在实际应用中,只考虑其的正向导通损耗。
二极管的正向导通损耗可由下式求出: ‑v L@--防复制版权保护系统a), S #$`
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式中 VF ――二极管正向导通压降; "ujOn?
谢谢楼主分享,很好的资料,电器在使用时都有功率损耗,应运而生的功率计可以帮助从事马达、逆变器、照明、电源、变压器和汽车零件开发和测试的工程师,使其产品生产率更高。
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