開(kāi)局一張圖:
這是某大廠的1200V SiC模塊,雖然規(guī)格書(shū)上只寫(xiě)了標(biāo)稱電流IDN=400V,但是觀察數(shù)據(jù)我們發(fā)現(xiàn)(敏感數(shù)據(jù)模糊處理),在800V母線電壓下,模塊依然能出到420A以上的有效電流,在400V母線電壓下,模塊有效電流甚至能出到500A以上。
這是因?yàn)楣β势骷膿p耗包括導(dǎo)通過(guò)程產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗,以及開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)損耗包括器件開(kāi)通過(guò)程產(chǎn)生的開(kāi)通損耗,以及關(guān)斷過(guò)程產(chǎn)生的關(guān)斷損耗。器件的功率損耗與導(dǎo)通電流、關(guān)斷電壓、開(kāi)關(guān)頻率、占空比等因素相關(guān)。
來(lái)源:重慶大學(xué) 曾正
我們可以看到,功率MOSFET模塊的導(dǎo)通損耗和有效值Irms的平方成正比,開(kāi)關(guān)損耗和電流平均值以及母線電壓Vdc成正比,同時(shí)也和開(kāi)關(guān)頻率f成正比。但是我們又知道,在調(diào)制比m不變的情況下,平均值Iac和有效值Irms也是正比關(guān)系,因此我們也可以這么理解:MOSFET模塊的開(kāi)關(guān)損耗和母線電壓,開(kāi)關(guān)頻率以及輸出電流成正比。
在功耗相同的情況下,比如600V/470Arms,65℃冷卻水剛好可以把芯片發(fā)的熱量帶走,使得芯片溫度不超過(guò)150℃。如果我們想要增大輸出電流,那就可以有很多辦法了:
1:首先是降低母線電壓Vdc,很容易理解,輸出電流Irms和Vdc成反比,Vdc減小,自然可以讓輸出電流Irms增大。
2:降頻,也就是降低開(kāi)關(guān)頻率f,畢竟輸出電流也是和頻率成反比的,頻率從15k降到10k,自然電流能提上去了,不過(guò)這樣做,可能會(huì)影響電機(jī)的工作,畢竟15k載波頻率的正弦波肯定是比10k的更平滑。
3:除了逆變器的電參數(shù),降低冷卻水水溫也是一個(gè)辦法,比如把冷卻液溫度從65降到55℃,這樣帶走了更多的熱量,降低了芯片的溫度,使得芯片可以工作再更大電流區(qū)間而不用擔(dān)心過(guò)熱。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:SiC MOSFET學(xué)習(xí)筆記19:模塊輸出的有效電流和母線電壓以及開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)系
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