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降低电磁炉应用中的IGBT功率损耗

上网日期: 2014年01月15日 ?? 作者: Alan Ball ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:IGBT? 零电压开关? ZVS技术?

由此可见,导电损耗取决于负载电流、VCE(sat)及占空比。饱和电压VCE(sat)的值并不恒定,而是随着时间变化。导电损耗还取决于负载电流及IGBT的TJ值。此电磁炉应用中,控制电路以与烹调功率需求成直接比例的方式改变占空比。相应地,烹调功率等级最高时导电损耗就处在最大值,因为等式2中的所有参数在此功率等级时都呈现出其最大值。

降低电磁炉应用中的IGBT功率损耗(电子工程专辑)
图2:VCE(sat)及ICE的变化曲线

图2显示了TJ= 67℃条件下VCE(sat)及ICE在在选定开关周期内的变化。图2中的数据是从在市场上购得的电磁炉获得的,它使用一个钳位电路来测量VCE(sat)。当IGBT关闭时,此电路在10 V时钳位VCE,使示波器能够使用每小格低电压值(volt/div)的设置,这样才能精确地测量VCE

降低电磁炉应用中的IGBT功率损耗(电子工程专辑)
图3:关闭损耗测量结果

关闭损耗

从图3中可以清晰地看到电磁炉的关闭损耗波形。影响这些损耗的因素包括IGBT残余电流、VCE歪曲率及开关频率。残余电流来自于IGBT关闭后漂移区留下的少量载流子。影响这些少量电荷载流子结合率的因素包括掺杂深度、缓冲层厚度及使用的掺杂技术。开关频率由所要求的炊具功率等级及应用的开关控制算法决定。重要的是在设计及开发过程的每一个阶段确认目标应用中的IGBT性能。性能的确认可以通过测量应用中IGBT损耗来实现。

电磁炉已经被证明拥有比传统电热锅高出约25%的能效。在软开关电磁炉应用中,当寻求为系统指定IGBT时,导电损耗及关闭损耗是要考虑的最重要损耗,它们在总体损耗中占主要比例。精确地测量这些损耗,能够帮助在系统开发过程期间提供必要的数据来评估IGBT性能,因而确保将能效等级提升至最高。


作者:Alan Ball

安森美半导体


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