שלום לכולם, הרבה זמן לא עדכנתי את המאמרים שלי. מצד אחד, אני עסוק בעבודה שלי, ואני ממש עצלן. לפי הסטטיסטיקה, הזמן הממוצע שאני מבלה בטלפון הנייד שלי אחרי העבודה בכל יום הוא כמעט שעתיים. חבל. בתור צעיר חיובי ומבטיח, איך אני יכול להרשות לעצמי לרדת ככה? אז אני עוזב את הטלפון הנייד שלי וממשיך לעשות מאמרים מדעיים פופולריים!

זֶהתקופהבואו נשוחחIGBTלפזר כוח, לעתים קרובות לשמוע חברים שואליםIGBTמהו הזרם המקסימלי שיכול לפעול? כמה גבוהה יכולה להיות תדירות המעבר? האמת שכן.IGBTכל מי שיודע משהו על יישום צריך לדעת שאין דרך לתת תוצאות מדויקות וכמותיות של בעיות אלו.IGBTתדירות המיתוג וזרם המוצא של המכשיר תלויים בעיקר בפיזור החום של המכשיר. כל עוד פיזור החום מספיק טוב, שים אתIGBTאפשר לקחת את החום שנוצר בזמן, ואז אתה יכול".Overclocking"。הסיבה לכך שיצרני חשמל קוראים לכמה צינורות צינורות מהירים היא שהם מותאמים.IGBTמהירות המיתוג מפחיתה את אובדן המיתוג.זֶהIGBTמהי צריכת החשמל של פיזור חום במהלך הפעולה?אולי אין לך מושג מאוד אינטואיטיבי. היום, נשלב כמה מכשירי חשמל ביתיים וIGBTתסתכל על ההשוואה האופקית של צריכת החשמל.

ראשית, בואו נציג בקצרה את אובדן ה-IGBT.IGBTההפסד מתחלק בעיקר לאובדן מיתוג ואובדן הולכהשני חלקים. הפסדי מיתוג מחולקים לאובדן הפעלה ואובדן כיבוימכיוון שרוב היישומים של IGBT הםעומס אינדוקטיביבתהליך ההפעלה, זרם הקולט עולה תחילה, ולאחר מכן המתח יורד. לעומת זאת, במצב חולף של כיבוי, מתח הקולט של ה-IGBT עולה תחילה, ולאחר מכן הזרם יורד, כך ש...IGBTתהליך המיתוג, המתח והזרם יהיוחלק חופף， בתהליך זה, המתח והזרם שניהם חיוביים, וההספק המוכפל בהם הוא גם חיובי, כך שהואלשחרר אנרגיהלמרות ש-IGBT הוא מתג אלקטרוני להספק, הוא שונה ממתג מכני בעת הולכה, ותהיה ירידת מתח של כמה וולט, כך שהוא גם יפיק הפסד מסוים, הנקרא אובדן הולכה.

עבור רוב היישומים התעשייתיים,IGBTתהיה דיודה בפנים. למרות שהדיודה היא מכשיר פסיבי, מכיוון שהחבר שלידו הוא מכשיר מיתוג, הוא לא יכול ולא יכול.לשים לב לעילוי המוסרי של האדם עצמו מבלי לחשוב על אחרים.כמה מהר ה-IGBT נדלק, כמה מהר הוא כבה את עצמו.עם זאת, מאפייני החומר המולדים קובעים שאין לך את היכולת לכבות באותו רגע, כך שהדיודה תישא את המתח ההפוך והזרם ההפוך בו זמנית תוך זמן קצר. בשלב זה, ההספק המכפל של השניים חיובי, ולכן גם היא צריכה לשחרר אנרגיה. הפעלה קדימה של הדיודה תגרום גם היא להפסד מסוים, אך היא קטנה יותר מהפסד הכיבוי, ולכן הפסד המיתוג של הדיודה מתייחס בעיקר להפסד הכיבוי. יחד עם זאת, כיבוי הפוך דורש זמן התאוששות מסוים, ולכן הפסד המיתוג של הדיודה נקרא גם הפסד התאוששות הפוך. סכום הדיודותIGBTבאופן דומה, למרות ששיטת אפנון המוליכה מאומצת כדי להפחית את המתח הישר, עדיין יש1-2Vלא ניתן להתעלם מירידת המתח הקדמית של הדיודה תחת זרם גבוה, שהוא אובדן ההולכה של הדיודה. לא קל לחשוב על דיודות, לא רק תחת לחץ של "אח גדול" לידן, אלא גם על ידי חומרים חדשים.SiCהסיכון שבהחלפת דיודה מראה שגם התנגדות הדחיסה של הדיודה היא יוצאת דופן... זה קצת לא קשור לנושא. קדימה...

לאחר שידענו את אובדן המיתוג של IGBT, בואו נבחן אותו שוב.IGBTחישוב ההפסד, כאן לאו גנג רוצה להראות לך אלגוריתם נפלא, המטרה היא לתת לכולם קודםIGBTבִּזבּוּזוכוח ואנרגיהיש להבין לעומק את הקשר. כאן, ניקח את מודול 1700V 1400A של Infineon כדוגמה להסבר פשוט, עם מספר הדגם שלFF1400R17IP4。החברים הקטנים שקוראים את תוכן העבר עשויים לשאול את לאו גנג למה אתה תמיד לוקח את הצינור הזה כדוגמה. זכור מילה, אני עוסק בעוצמה גבוהה, והדבר הראשון שאיתו באתי במגע הוא המודול הזה. יש לי רגשות עמוקים כלפי המודול הזה. בואו נסתכל על הקשר המתאים בין אובדן המיתוג לזרם של מודול זה, כפי שמוצג באיור הבא.：

ניתן לראות שככל שהזרם גדלIGBTאובדן המיתוג הופך גדול יותר, וההפסד קשור גם לטמפרטורה. באשר ל1400Aהמודול, עם פיזור חום טוב, יכול לרוץ אליו800A，אז בואו נתחיל עם800Aלדוגמה, לא קשה לגלות מהאיור לעיל.IGBT在125℃ 800Aתחת הזרם של כל אובדן הפעלה הוא280 מ"ג，היחידה יכולה להיות גםmWs， הפסד כיבוי הוא420 מ"ג，אז אובדן המיתוג הכולל לזמן הוא700 מ"ג.לְהַנִיחַIGBTתדירות המעבר של הוא2kHz,1s של IGBT ייצרו 700mJ *2000 = 1400J של חום, שהם שווי ערך ל-1.4 קוט"ש של חשמל הנצרך בשעה אחת. דור זה של 1s1400Jשווה ערך לכמה כוח של ציוד חשמלי? לאחר המרה פשוטה, זה יכול להיות שווה ערך ל-a1400Wגנג הזקן הסתכל סביב מכשירי החשמל הביתיים, מצא את קומקום המים החמים מהביל והביט במותג המפורסם.1500W，במקרה, זה דומה לצריכת החשמל של המודול.

ייתכן שחלק מהחברים יגידו שאתה לא מקצועי מדי. איך אתה יכול לעשות את זה? כן, החישוב הנ"ל הוא חסר משמעות, כי הוא מנותק מיישום מעשי, ובמקביל, הוא לא לוקח בחשבון אובדן הולכה, אובדן דיודה וכן הלאה. המטרה העיקרית של לאו גנג היא להפיץ את המדע לכולם.וכוח ואנרגיהההבדל, כל עוד אתה מרגיש שיש מה להרוויח. למעשהIGBTנוסחת חישוב ההפסד היא מורכבת, הקשורה לטופולוגיית המעגל, גורם הספק,PWMמודולציה וכן הלאה. ישנם משאבים מקוונים רבים עבור נוסחאות חישוב מפורטות. אתה יכול לחפש אותם בעצמך, ורובם ממסמך של אינפיניון".תוכנת מימד IPOSIM לחישוב הפסדים וחישוב תרמי של מודולי IGBT של אינפיניון", אם אתה לא מוצא אותו, אתה יכול גם ליצור קשר עם לאו גנג. פרטי הקשר היו זמינים בעבר. הדברים הבאים מבוססים על Infineon'sIPOSIMתוכנות סימולציה משמשות בדרך כלל בשתי דרכים.IGBTלדוגמא של פיזור כוח ממהפך, תסתכל.IGBTכמה גדול ההפסד בעבודה?

עכשיו, כשרכבים חשמליים חדשים באנרגיה הם כל כך פופולריים, בואו ניקח לדוגמא את מודול HP Drive Infineon FS820R08A6P2B. זהו מודול כוח רכב בן 6 יחידות. לדברי חברים העוסקים באנרגיה חדשה, מודול זה משמש ב-Weilai, Geely ו-GM ביואיק, והוא מוצר כוכב. המתח המדורג של מודול זה הוא 750 וולט, הזרם הוא 820 אמפר, ובתוכו ישנם 6 IGBT. הספק המוצא של הדרייבר העשוי ממודול זה יכול להגיע ל-200 קילוואט, וזה בהחלט יתרון משמעותי לשימוש במכוניות נוסעים. תמונת המודול והמעגל הפנימי מוצגים באיור הבא:

אינפיניון IPOSIM משמש לסימולציית הספק פשוטה. בתנאים של מתח סוללה של 400V, מעגל פלט של 500A ותדר מיתוג של 8kHz, הספק הפיזור של IGBT בודד הוא 500W, ושל המודול כולו הוא כ-3000W. גנג הסתכל שוב סביב מכשירי החשמל הביתיים, ומצא שההספק של דוד המים לרחצה היה רק ​​3000W W. איזה צירוף מקרים. בזמן הזה, חייבים להיות כמה חברים שיגידו, לאו גנג, איך אתה יכול להיות כל כך מחושב? חחח, אתה יודע. . . קשה לדמיין שמודול כזה בגודל כף היד יכול לייצר כל כך הרבה צריכת חשמל בזמן העבודה.

כוח פיזור החום של המודול הנ"ל אינו קטן. בואו נבנה מודול גדול, ניקח כדוגמה את ממיר הספק גבוה בעל שלוש רמות במתח בינוני 3300V. הממיר מאמץ מודול IHV בעל חבילת 4500AV 1200A עם זרם יציאה של 500 A. נדרשים סך של 12 מודולי IGBT ו-6 דיודות עבור שלוש הרמות, כפי שמוצג באיור הבא:

בחצי מתח אוטובוס2800V,זרם מוצא500A， תדר מיתוג1kHzנתוני הסימולציה של מוצגים להלן, וניתן לראות שאובדן המיתוג של הצינור החיצוני בעל שלוש הרמות קרוב.2500W，אובדן המיתוג של הצינור הוא בלבד740W，זה קשור בעיקר למצב העבודה של המהפך. מאוחר יותר, כשתהיה לך הזדמנות, תוכל לדבר על הנושא הזה ספציפית, אז אני לא אדבר עליו בגיליון זה.

לאחר חישוב פשוט, צריכת החשמל הכוללת של זרוע גשר אחת בעלת שלוש רמות היא 8,400 W, וצריכת החשמל הכוללת של שלושת השלבים הללו היא כ-25kW. אובדן הספק זה עדיין גדול מאוד, אך בשלב זה, גם הספק המוצא של המהפך גדול מאוד, כמעט 3MW. כשמסתכלים מסביב, נראה שאין מכשירי חשמל כל כך גדולים בבית. פתאום חשבתי ששילמתי את חשבון החשמל לפני זמן מה. הסתכלתי ברשימה. חשבון החשמל החודשי הממוצע הוא 200 קוט"ש, וחשבון החשמל הוא 100 יואן, כך שהוא בערך 7 קוט"ש ליום ב-3.5 יואן. צריכת חשמל זו אמורה לייצג את רוב משקי הבית. אם הממיר שהוזכר לעיל יפעל בעומס מלא, לכמה משתמשים תהיה צריכת החשמל של החום שייווצר על ידי IGBT שווה ערך? כמה מתבזבז חשבון החשמל ביום? חברים המעוניינים יכולים לחשב בעצמם. הנה התשובה ישירות: 89 משקי בית, 312 יואן. האם אתה מופתע? זה כמעט מספיק חשמל למשתמשים בבניין. אה, כמה חברים הזכירו שצריך לחשב את זה לפי חשבון החשמל התעשייתי. ובכן, המחיר גבוה יותר. . .

 חלק מהמקרים הנ"ל הם רק נתוני סימולציה פשוטים, ועדיין קיים פער מסוים בינם לבין היישום בפועל. אל תהיו רציניים מדי, פשוט קחו את זה כמדע פופולרי. עם זאת, לא קשה לגלות עד כמה קריטי פיזור החום של IGBT. אם כמות כה גדולה של חום לא תטופל כראוי, זה יהיה מסוכן. . .

אוקיי, בוא נשתף את זה כאן היום. אם יש משהו לא בסדר בתוכן הנ"ל, נא לבקר ותקן אותי! אם אתה מרגיש שהרווחת משהו, בבקשה עזור לייק והעביר אותו, כדי שעוד אנשים נזקקים יראו את המאמר הזה. תודה!כדי לדעת יותר על חומרה אלקטרונית כוח, אנא חפש את החשבון הרשמי של WeChat "טכנולוגיית הכוח האלקטרונית של Dr. Geng" ב-WeChat, אשר תתעדכן מדי שבוע כדי לקחת אותך לאוקיינוס ​​של טכנולוגיית אלקטרונית כוח!חלק מהתמונות הן מהאינטרנט. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור קשר עם המחבר כדי למחוק אותם!