Salam semua, saya sudah lama tidak mengemaskini artikel saya. Di satu pihak, saya sibuk dengan kerja saya, dan saya benar-benar malas. Mengikut statistik, purata masa yang saya gunakan untuk telefon bimbit selepas bekerja setiap hari adalah hampir dua jam. kesian pulak. Sebagai seorang pemuda yang positif dan menjanjikan, bagaimana saya boleh membiarkan diri saya turun seperti ini? Jadi saya berhenti telefon bimbit saya dan terus membuat artikel sains popular!

InitempohMari berbualIGBTHambur kuasa, sering mendengar kawan bertanyaIGBTApakah arus maksimum yang boleh dijalankan? Seberapa tinggi frekuensi pensuisan boleh? Sebenarnya ya.IGBTSesiapa yang mengetahui sesuatu tentang permohonan harus tahu bahawa tidak ada cara untuk memberikan keputusan yang tepat dan kuantitatif bagi masalah ini.IGBTKekerapan pensuisan dan arus keluaran peranti bergantung terutamanya pada pelesapan haba peranti. Selagi pelesapan haba cukup baik, letakkanIGBTHaba yang dijana boleh diambil dalam masa, maka anda boleh."Overclocking”。Sebab mengapa pengeluar kuasa memanggil beberapa tiub cepat adalah kerana ia dioptimumkan.IGBTKelajuan pensuisan mengurangkan kehilangan pensuisan.BahawaIGBTApakah penggunaan kuasa pelesapan haba semasa operasi?Mungkin anda tidak mempunyai konsep yang sangat intuitif. Hari ini, kami akan menggabungkan beberapa perkakas rumah danIGBTLihatlah perbandingan mendatar penggunaan kuasa.

Pertama, mari kita perkenalkan secara ringkas kehilangan IGBT.IGBTKerugian terutamanya dibahagikan kepadaKehilangan penukaran dan kehilangan pengaliranDua bahagian. Kerugian menukar terbahagi kepadaKehilangan hidupan dan kerugian padam，Oleh kerana kebanyakan aplikasi IGBT adalahBeban induktif，Dalam proses menghidupkan, arus pengumpul naik terlebih dahulu, dan kemudian voltan menurun. Sebaliknya, untuk keadaan sementara tutup, voltan pengumpul IGBT mula-mula terbina, dan kemudian arus turun, supayaIGBTProses pensuisan, voltan dan arus akan mempunyaiBahagian bertindih，Dalam proses ini, voltan dan arus adalah positif, dan kuasa yang didarab dengannya juga positif, jadi ia akanmelepaskan tenaga。Walaupun IGBT adalah suis elektronik kuasa, ia berbeza daripada suis mekanikal apabila menjalankan, dan akan terdapat penurunan voltan beberapa volt, jadi ia juga akan menghasilkan kerugian tertentu, yang dipanggil kehilangan pengaliran.

Untuk kebanyakan aplikasi industri,IGBTAkan ada diod di dalamnya. Walaupun diod adalah peranti pasif, kerana rakan di sebelahnya adalah peranti pensuisan, dia tidak boleh dan tidak boleh.memberi perhatian kepada peningkatan akhlak sendiri tanpa memikirkan orang lain.Seberapa pantas IGBT dihidupkan, sepantas mana ia dimatikan sendiri.，Walau bagaimanapun, ciri bahan semula jadi menentukan bahawa anda tidak mempunyai keupayaan untuk mematikan pada masa itu, supaya diod akan menanggung voltan terbalik dan arus terbalik pada masa yang sama dalam masa yang singkat. Pada masa ini, kuasa berganda kedua-duanya adalah positif, jadi ia juga perlu melepaskan tenaga. Penghidupan ke hadapan diod juga akan menyebabkan sedikit kerugian, tetapi ia lebih kecil daripada kehilangan penyisihan, jadi kehilangan pensuisan diod terutamanya merujuk kepada kehilangan penyisihan. Pada masa yang sama, pusing balik terbalik memerlukan masa pemulihan tertentu, jadi kehilangan pensuisan diod juga dipanggil kehilangan pemulihan terbalik. Jumlah diodIGBTBegitu juga, walaupun kaedah modulasi kekonduksian diguna pakai untuk mengurangkan voltan langsung, masih terdapat1-2VPenurunan voltan hadapan diod tidak boleh diabaikan di bawah arus tinggi, yang merupakan kehilangan pengaliran diod. Tidak mudah untuk berfikir tentang diod, bukan sahaja di bawah tekanan abang di sebelah mereka, tetapi juga oleh bahan baru.SiCRisiko penggantian diod menunjukkan bahawa rintangan mampatan diod juga luar biasa. . . Ia agak terkeluar dari topik. Teruskan. . .

Selepas mengetahui kehilangan penukaran IGBT, mari kita lihat semula.IGBTPengiraan kerugian, di sini Lao Geng ingin menunjukkan kepada anda algoritma yang hebat, tujuannya adalah untuk membiarkan semua orang terlebih dahuluIGBTpeleraianDan kuasa dan tenagaMempunyai pemahaman yang mendalam tentang hubungan. Di sini, kami mengambil modul 1700V 1400A Infineon sebagai contoh untuk penjelasan mudah, dengan nombor modelFF1400R17IP4。 Rakan-rakan kecil yang membaca kandungan lepas mungkin bertanya kepada Lao Geng mengapa anda selalu mengambil paip ini sebagai contoh. Ingat satu perkataan, saya terlibat dalam kuasa tinggi, dan perkara pertama yang saya temui ialah modul ini. Saya mempunyai perasaan yang mendalam terhadap modul ini. Mari kita lihat hubungan yang sepadan antara kehilangan pensuisan dan arus modul ini, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut.：

Ia dapat dilihat apabila arus meningkatIGBTKehilangan pensuisan menjadi lebih besar, dan kehilangan juga berkaitan dengan suhu. berkenaan dengan1400AModul, dengan pelesapan haba yang baik, boleh berjalan ke800A，Kalau begitu mari kita mulakan dengan800ASebagai contoh, tidak sukar untuk mengetahui dari angka di atas.IGBT在125℃ 800ADi bawah semasa setiap turn-on kerugian adalah280mJ，Unit juga bolehmWs，Kerugian mematikan adalah420mJ，Maka jumlah kehilangan pensuisan setiap masa ialah700mJ。andaikanIGBTKekerapan pensuisan ialah2kHz,1s IGBT akan menjana 700mJ *2000= 1400J haba, yang bersamaan dengan 1.4 kWj tenaga elektrik yang digunakan dalam satu jam. Generasi 1 itu1400JBersamaan dengan berapa kuasa peralatan elektrik? Selepas penukaran mudah, ia boleh bersamaan dengan a1400WOld Geng melihat sekeliling perkakas rumah, mendapati cerek air panas mengepul, dan melihat jenama terkenal itu.1500W，Secara kebetulan, ia adalah serupa dengan penggunaan kuasa modul.

Sesetengah rakan mungkin mengatakan bahawa anda terlalu tidak profesional. Bagaimana anda boleh melakukannya? Ya, pengiraan di atas benar-benar tidak bermakna, kerana ia bercerai dari aplikasi praktikal, dan pada masa yang sama, ia tidak mengambil kira kehilangan pengaliran, kehilangan diod dan sebagainya. Tujuan utama Lao Geng adalah untuk mempopularkan sains untuk semua orang.Dan kuasa dan tenagaBezanya, asalkan anda rasa ada sesuatu yang akan diperolehi. sebenarnyaIGBTFormula pengiraan kerugian adalah kompleks, yang berkaitan dengan topologi litar, faktor kuasa,PWMModulasi dan sebagainya. Terdapat banyak sumber dalam talian untuk formula pengiraan terperinci. Anda boleh mencarinya sendiri, dan kebanyakannya adalah daripada dokumen Infineon.“Program dimensi IPOSIM untuk kehilangan dan pengiraan haba modul Infineon IGBT”，Jika anda tidak menemuinya, anda juga boleh menghubungi Lao Geng. Maklumat hubungan telah tersedia pada masa lalu. Berikut adalah berdasarkan Infineon'sIPOSIMPerisian simulasi biasanya digunakan dalam dua cara.IGBTUntuk contoh pelesapan kuasa penyongsang, sila lihat.IGBTBerapa besar kerugian apabila bekerja?

Kini kenderaan elektrik tenaga baharu begitu popular, mari kita ambil modul Infineon HP Drive FS820R08A6P2B sebagai contoh. Ini ialah modul kuasa automotif 6 unit. Menurut rakan-rakan yang terlibat dalam tenaga baharu, modul ini digunakan dalam Weilai, Geely dan GM Buick, dan ia merupakan produk bintang. Voltan terkadar modul ini ialah 750V, arus ialah 820A, dan terdapat 6 IGBT di dalam. Kuasa keluaran pemandu yang diperbuat daripada modul ini boleh mencapai 200kW, yang benar-benar memanfaatkan apabila digunakan dalam kereta penumpang. Gambar modul dan litar dalaman ditunjukkan dalam rajah berikut:

Infineon IPOSIM digunakan untuk simulasi kuasa mudah. Di bawah keadaan voltan bateri 400V, litar keluaran 500A dan frekuensi pensuisan 8kHz, kuasa pelesapan satu IGBT ialah 500W, dan keseluruhan modul adalah kira-kira 3000W W. Geng melihat sekeliling peralatan rumah sekali lagi, dan mendapati bahawa kuasa pemanas air untuk mandi hanya 3000W W. Alangkah kebetulannya. Pada masa ini, mesti ada beberapa rakan yang akan berkata, Lao Geng, bagaimana anda boleh berkira? Haha, awak tahu. . . Sukar untuk membayangkan bahawa modul sebesar tapak tangan boleh menjana penggunaan kuasa yang begitu banyak apabila berfungsi.

Kuasa pelesapan haba modul di atas bukanlah kecil. Mari kita bina modul besar, dan ambil penyongsang tiga peringkat kuasa tinggi voltan sederhana 3300V sebagai contoh untuk menggambarkan. Penyongsang menggunakan modul pakej IHV 4500AV 1200A dengan arus keluaran 500 A. Sebanyak 12 modul IGBT dan 6 diod diperlukan untuk tiga peringkat, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Pada voltan separuh bas2800V,output semasa500A， frekuensi bertukar1kHzData simulasi ditunjukkan di bawah, dan dapat dilihat bahawa kehilangan pensuisan tiub luar tiga peringkat adalah hampir.2500W，Kehilangan pensuisan tiub adalah sahaja740W，Ia terutamanya berkaitan dengan keadaan kerja penyongsang. Nanti bila berkesempatan, boleh bincang topik ini secara khusus, jadi saya tidak akan bercakap mengenainya dalam isu ini.

Selepas pengiraan mudah, jumlah penggunaan kuasa bagi satu lengan jambatan tiga peringkat ialah 8,400 W, dan jumlah penggunaan kuasa bagi ketiga-tiga fasa tersebut ialah kira-kira 25kW. Kehilangan kuasa ini masih sangat besar, tetapi pada masa ini, kuasa keluaran penyongsang juga sangat besar, hampir 3MW. Melihat sekeliling, nampaknya tidak ada peralatan besar seperti itu di rumah. Saya tiba-tiba terfikir bahawa saya baru sahaja membayar bil elektrik suatu ketika dahulu. Saya melihat senarai. Purata bil elektrik bulanan ialah 200 kWj, dan bil elektrik ialah 100 yuan, jadi kira-kira 7 kWj sehari dalam 3.5 yuan. Penggunaan elektrik ini sepatutnya dapat mewakili kebanyakan isi rumah. Jika penyongsang yang dinyatakan di atas berjalan pada beban penuh, berapakah bilangan penggunaan elektrik pengguna akan bersamaan dengan haba yang dijana oleh IGBT? Berapakah jumlah bil elektrik yang dibazirkan dalam sehari? Rakan-rakan yang berminat boleh mengira sendiri. Inilah jawapannya secara langsung: 89 isi rumah, 312 yuan. Adakah anda terkejut? Ia hampir mencukupi elektrik untuk pengguna bangunan. Oh, ada kawan ingatkan kena kira ikut bil elektrik industri. Nah, harganya lebih tinggi. . .

 Beberapa kes di atas hanyalah beberapa data simulasi mudah, dan masih terdapat jurang tertentu antara mereka dan aplikasi sebenar. Jangan terlalu serius, ambil sahaja ia sebagai sains popular. Walau bagaimanapun, tidak sukar untuk mengetahui betapa kritikal pelesapan haba IGBT. Jika jumlah haba yang begitu besar tidak dikendalikan dengan baik, ia akan berbahaya. . .

Ok jom kita kongsikan di sini hari ini. Jika ada yang salah dengan kandungan di atas, sila tegur dan betulkan saya! Jika anda rasa anda telah mendapat sesuatu, tolong bantu like dan forward, supaya artikel ini dapat dilihat oleh lebih ramai orang yang memerlukan. Terima kasih!Untuk mengetahui lebih lanjut tentang perkakasan elektronik kuasa, sila cari akaun rasmi WeChat "Teknologi Elektronik Kuasa Dr. Geng" di WeChat, yang akan dikemas kini setiap minggu untuk membawa anda ke lautan teknologi elektronik kuasa!Beberapa gambar adalah dari Internet. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi pengarang untuk memadamkannya!