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1、IGBT损耗的计算步骤与方法IGBT损耗的计算步骤与方法作者：微叶科技时间：2015-09-0817:50国内外有很多专家学者对IGBT器件的损耗模型进行了较深入的研究，还将损耗模型主要分为两大类：基于物理结构的IGBT损耗模型和基于数学结构的IGBT损耗模型。基于物理结构的损耗模型通过分析IGBT/DIODE的物理结构和内部载流子的工作情况，采用电容、电阻、电感、电流源、电压源等一些相对简单的元件模拟出IGBT的特性，利用仿真软件仿真IGBT在各种工作情况下的电压、电流波形。从而计算得到IGBT的损耗。基于数学方法的IGBT损耗模型与器件的具体类型无关，它是基于大虽数据的测虽，试图寻找出功耗

2、与各个因素的数H关系。然而，在工程实践中工程师一般不会消耗大虽的时间来进行计算，所以本文就是在介绍基本原理的基础上，参考相应的资料结合实践给出合适的计算方法。IGBT典型的电压/电流曲线（VCE/ICE）如图1所示。这个曲线可以用门限电压加电阻电压叠加的方法来进行线性化，即（1）式中，ICN和VCENJ额定电流下的额定电压（由制造商提供，不同的IGBT模块略有不同）。二极管的正向导通电压满足指数规律，但在工作范围内，也可以近似为一线性方程：（2）式中，VFN为额定电流下的二极管电压降；为VFO为门槛电压，典型值为0.7V。图1IGBT模块IGBT典型的电压/电流曲线（VCE/ICE）1.损耗计

3、算由于二极管的计算方法与IGBT基本相同，所以下文主要分析的是IGBT部分。假设电源的开关波形如图2所示。图2电源开关波形(1)功率损耗计算IGBT的功率损耗，首先来计算1个脉冲中的损耗，单个脉冲中包括导通损耗和开关损耗，如图3所示。图3单个脉冲IGBT的功率损耗1)使用VCE(sat),VSIC特性曲线计算导通损耗,一般采用TJ=25C时的特性曲线。(3)2)开关损耗开关损耗可用实际电压电流波形在开通和关断时间内的积分来求得。(4)式中，n为分割数，如图4所示，将ta至tb之间的区间n等分，计算每个区间的平均功耗，Eoff采用同样的计算方法。图4开关损耗积分时间区域tatb由公式(3)和公式(4)可以得到一个脉冲中的损耗为E1=Esat+Eon+Eoff(5)2.平均功率的计算1个脉冲内平均功耗为(6)用矩形波形近似得到图5所示的电源驱动波形。图5矩形波形示意图计算tw2期间内的平均功耗，如图6所示，即(7)式中，N为tw2期间内的脉冲个数。图6矩形平均功耗波示意图计算电源整体的平均功耗，如图6所示，即(8)了解IGBT功率损耗的计算，对测虽电源的稳定型、预测使用寿命有重要的作用，由于IGBT的型号各异,工程人员在使用IGBT时，一定要参考其使用手册中关于功率损耗的部分，在充分了解器件特性的前提下，

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