| 摘要：IPOSIM是一个功能强大的IGBT仿真工具,能够计算IGBT和续流二极管的开关损耗和导通损耗,仿真其温度分布和结温纹波,又增添一些灵活的负荷定义、比较等功能,因而更具价值。文中简单介绍了计算IGBT损耗的基本理论和相关热分析模型以及应用该工具的相关原则。同时,结合UPS的基本特点和负载特性,重点分析如何有效地利用这个工具来选择IGBT,以及掌握在不同设计和应用条件下IGBT的运行状态。最后以5kVA UPS的实际应用作为案例。 |
对于开关损耗计算,准确的计算方法应该是把每个开关时刻的开通能量和关断能量的积分求平均。通常在给定负荷电流条件下线性近似的IGBT开关损耗计算方法如下
考虑到二极管反向恢复能量和电流之间的非线性关系,较准确地逼近二极管开关损耗的计算方法应该按下式
上述计算方法都是基于线性关系和一定的假设条件下得到的IGBT和二极管平均损耗,这是IPOSIM计算损耗的基本思路和仿真依据。
4 IGBT热分析模型
IGBT模块输出电流能力主要是受限于热特性。通常用结到壳、壳到散热器、散热器到环境之间的热阻来描述IGBT各个部分的热传导特性。图9为IGBT和二极管等效的热模型。这是计算IGBT温度分布的基础。
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