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威尼斯欢乐娱人城:【干货】电动汽车逆变器用IGBT驱动电源设计及可用性测试

编辑:威尼斯欢乐娱人城 来源:威尼斯欢乐娱人城 创发布时间:2020-12-29阅读34498次
  

威尼斯欢乐娱人城:电动汽车的逆变器用于控制汽车的主电机,为汽车运行获取动力。IGBT功率模块是电动汽车逆变器的核心功率器件,其驱动电路是充分发挥IGBT性能的关键电路。驱动电路的设计以及工业标准化变频器和风能、太阳能逆变器的驱动电路有更严格的技术排斥。

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电源电路允许小的空间尺寸和高的工作温度,并且面临许多挑战。本文设计了一种驱动电源,并通过实际测试验证了其可用性。

稀有驱动电源采用反激电路和变压器设计,一次侧单个,二次侧多个。由于反激式电源在工频转换期间只从阻抗获取能量输入的固有特性,其电流输出特性和瞬态控制特性相对较差。在100千瓦级IGBT模块的空间布局中,单个变压器集中生产4至6个相互隔离的正负电源的设计没有太多的缺点:电源过于集中,爬坡距离和电气间隙无法保证,车载电源的供电距离过长。在本设计中,使用了一种罕见的非专用芯片来扩展电路设计。

前者SEPIC电路构建闭环,后者半桥电路构建隔离,有效解决了上述问题。该电路已成功应用于国际领先的新能源汽车逆变器设计。应用表明,该设计具有较好的灵活性、高可靠性和瞬态调用能力。1电动汽车逆变器驱动电源的抑制分析电动汽车逆变器驱动电源一般是6个隔离的15V/-5V电源。

电源的功率、电气隔离能力、峰值电流能力、工作温度等被严重排斥。以英飞凌的汽车IGBT模块FS800R07A2E3_B31为目标,功率指标计算清晰,不利于高达150kW的逆变系统设计。1.1驱动功率计算驱动电源输出功率计算公式为:P=f_swQ_gV_g/(1),其中f_sw电源频率为10kHz,Q_g根据数据手册为8.6nC,V_g接近驱动电压23V。考虑到功率小,效率为85%。

另外注意,数据表中的8.6nC是根据电压/-15V计算的,必须考虑换算,最终计算结果为1.8W考虑1.1倍的设计裕量,记录为2W。1.2驱动电流计算平均驱动电流计算如下:I_av=f_swQ_g(2)平均驱动电流可计算为86mA。计算峰值电流的公式为:I _ peak=v _ g/(r _ gext r _ gint)(3)r _ gext为外接电阻,根据数据手册,1.8欧姆逆变器为0.75欧姆。R_gint为内阻,根据数据手册为0.5欧姆,通车峰值电流为10A,变频器峰值电流为18.4A,实际使用中,合闸电阻和逆变电阻必须兼顾供电速度性能和短路维护能力,较好的设计值在2.2~5.1欧范围内,因此实际供电峰值电流在4 ~ 10 A范围内.2驱动电源电路设计2。

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