IGBT选型关键步骤解析
IGBT选型关键步骤解析
在三相可控整流/逆变主电路中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的选型是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素以确保电路的性能、效率和可靠性。以下是IGBT选型的关键步骤和需要注意的问题：
确定IGBT的额定电压
IGBT的电压等级应高于系统最高工作电压的预期值。这包括正常运行时的电压和可能的瞬间过电压。通常，IGBT的额定电压应至少是直流母线电压的两倍，以确保在开关工作条件下有足够的安全裕度。
选择适当的IGBT额定电流
IGBT的电流等级应大于电路在最大负载条件下的预期电流。考虑到温度对电流承载能力的影响，通常选择的IGBT电流等级应比实际应用中的最大电流大出至少50%。
例如，如果负载电流为80A，那么在1分钟内需要承受的最大电流约为120A，因此应选择额定电流大于或等于120A的IGBT。
考虑IGBT的开关参数
变频器的开关频率一般小于10kHz，IGBT的通态损耗在实际工作中占比较大，因此建议选择低通态压降的IGBT。
注意IGBT的封装
封装影响IGBT的散热能力和机械强度。在高功率应用中，更大型的封装可能会提供更好的散热性能。需要确保所选封装符合电路板设计和散热需求。
考虑系统设计中的保护措施
IGBT的耐过流能力和耐过压能力较差，因此必须对IGBT进行相关保护。这包括过流保护、过压保护和过热保护。设计时，应从电路布局、吸收回路、栅极电阻选择等方面综合考虑，以减少意外损害的风险。
考虑长期供应和成本因素
选择那些有长期供应承诺的IGBT产品可以减少未来在维护和生产方面的风险。同时，在满足功能和性能需求的前提下，应考虑成本效益，以保持整体项目预算的合理性。
在实际工程中，除了上述技术参数的考量，还需要注意以下问题：
故障检测与反馈
确保IGBT驱动器具有故障检测功能，如短路保护，以便在发生故障时能够及时响应，防止器件损坏。
驱动器与IGBT的匹配
选择合适的IGBT驱动器，确保其能够提供足够的驱动能力，并与IGBT的开关特性相匹配。
电源电容的选型
合适的电源电容可以减少驱动器电源的纹波，提高信号的信噪比，从而提高系统的稳定性和可靠性。
电磁兼容性（EMC）
在设计时考虑IGBT开关时产生的电磁干扰，采取措施减少对其他系统部件的影响。
通过综合考虑上述因素，可以为三相可控整流/逆变主电路选择最合适的IGBT，确保系统的高效和稳定运行。