IGBT 模块变流器主电路的电磁兼容设计

2019-01-02 11:05:34 Westpac Electronics

IGBT 模块变流器主电路的电磁兼容设计

变流器主电路主要由 IGBT 模块、直流母线、滤波电容器、吸收电容和接触 器等组成。设计中应针对变换器的输出功率、开关工作频率、变流器工作环境等 因素,对变流器主电路的电磁兼容性作详细整体的设计。

(1)直流母线设计

在功率模块的开关过程中,浪涌电压的出现在所难免,主要有关断浪涌电压

和续流二极

管恢复浪涌电压。浪涌电压会导致很高的瞬态电压,从而可能导致 IGBT

2
块的损坏。浪涌电压的能量与 LSI C/2 成比例(LS 是母线的寄生电感,IC 是功率模

块的工作电流)。在使用大电流器件时,为了降低浪涌电压的影响,需要降低功 率电路的电感。这就需要一种特殊的母线结构来适应大电流工作的低母线电感电 路。因此,变流器的功率母线采用双层镀锡铜板叠加技术。这种平板式结构起到 了防止功率电路中寄生电感的作用。同时,为了使母线电感尽量达到最小,采用 宽平正、负母线极板把功率模块与滤波电容器直接连接起来,其布局如下图所示。

(2)滤波电容器设计

大功率驱动电路需要电感量极低的滤波电路。根据设计计算,如果要把功率 模块两端的过电压限制在 100V 以内,其直流母线的电感应限制在 12. 7uH 以下, 滤波电路才能很好地发挥作用。因此,应在变流器的母线输入端设置滤波电容器。

该滤波电容器应与 IGBT 模块平行布置,电容器的正、负极直接与输入、输出母 线相连,其布局如上图所示。


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