大功率时的滤波电容该怎么选择

 新闻资讯     |      2019-05-30 23:55
  由于该类的特殊性,与普通类相比,该装置有许多变化。它是改变了很多的设备之一。为了提供高功率的不间断电源,必须具有大的外部容量。那么这个电容器应该如何设计呢?本文将介绍几个不同的方面。由于栅极的寄生电容相对较大,所以当栅极电压改变时需要大的栅极充电和放电电流,并且驱动器的功能是放大驱动信号并提供该电流。驱动电流来自电源,但普通电源的瞬时供电能力远远不是IGBT驱动器的要求。因此,需要提供与电力输出端子并联的大电流以提供该瞬时大电流。
 
 
  由于IGBT驱动器的瞬时驱动电流的大小决定了IGBT的栅极电压变化速度,因此IGBT的驱动电流决定了IGBT的开关速度。由于IGBT驱动器的驱动电流由电源的滤波电容器提供,因此滤波电容器的瞬时供电能力决定了IGBT的开关性能。由于电容器的内阻和寄生电感是阻碍电容器瞬时供电能力的主要因素,因此电源滤波电容器的主要要求是使用低内阻电容器。
 
  需要指出的是,如果所选择的电容内阻太高,当IGBT驱动器提供瞬时大电流时,滤波电容上会出现瞬间降低的电压。如果使用示波器进行测试,您将看到明显的V型电压降。该电压可能导致电源频繁瞬态过载,严重降低电源和驱动器的可靠性和寿命。在更严重的情况下,IGBT驱动器的驱动电路可能异常并且发生故障。
 
  第一个是滤波电容的电容值选择。滤波电容器不尽可能大。通常,只要电压降在100mV以内,就可以使用。如果选择很大,则意味着电容器的内部电阻更大,从而降低了驱动器性能。如果选择很小,则意味着电压波动很大,这将影响电路性能。以金升阳的IGBT驱动器QC962为例。驱动器的额定驱动电流为5A。一般驾驶时间在1uS以内。此时,根据UC=IT仅降低100mV电压的电容为50μF。考虑到电容器内阻的影响,通常不需要超过100 uF来选择两倍的余量。
 
  其次,您需要选择合适的电容器解决方案。通常,选择大电容器作为电解电容器。由于电解电容器的工作原理,即使低内阻电解电容器的内阻也相对较大。此时,您可以选择并联陶瓷电容或使用钽电容。应该注意的是,钽电容器的抗过应力能力差,并且在IGBT驱动器的弱电控制的应用中容易产生意外的过应力,因此需要谨慎使用。这里推荐一种更具成本效益的电容器解决方案。在输出电源并联电解电容并联一个低内阻陶瓷电容。电解电容器确保电源的输出电压基本稳定,并且抑制了由驱动电流引起的电压变化平台。陶瓷电容器抑制由于电解电容器的内部电阻引起的瞬态电压降尖峰。低成本的普通电解电容和陶瓷电容可以实现良好的高低频滤波。应当注意,在本申请中,电解电容器的值通常设计为计算值,并且根据电解电容器的电流大小和内部电阻选择具有低内阻的陶瓷电容器,并且通常只需要在10 uF以内。电容值计算方法:C=It/U.如果IGBT的导通时间非常短,例如100 ns,那么C=0.1 V/5 A/0.1 US=0.2 F.
 
  计算出的电容为5uF。 100nS级的开关速度只能通过MOS管或低功率IGBT实现。由于在切换过程中栅极充电和放电电荷很小,因此只需要很小的电容即可实现滤波效果。 UC=IT是相当的电荷计算。应该注意的是,1uS的切换时间是计算出的经验值,可以直接计算该5A IGBT驱动器。以上是大功率IGBT电源中的滤波电容器的计算方法。由于IGBT电源主要工作在高功率模式,许多参数和计算方法与传统电源不同,因此需要重新计算许多参数。我希望在阅读本文后,您可以更好地了解IGBT中的滤波电容。