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IGBT换流回路中杂散电感的测量

2021-09-29

中国电源产业网

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换流回路中的杂散电感会引起波形震荡，EMI或者电压过冲等问题。因此在电路设计的时候需要特别留意。本文给出了电路杂散电感的测量方法以及模块数据手册中杂散电感的定义方法。

图1为半桥电路的原理电路以及开关上管IGBT1时产生的电压和电流波形。作为集中参数显示的电路杂散电感Lσ，代表了整个回路（阴影区域）中的所有的分布电感（电容器、母线和IGBT模块）。

半桥电路以及开关IGBT1时的电流和电压波形

由于电流的变化，在杂散电感Lσ上产生了Lσ*dioff/dt的电压降。它叠加在DC-link电压Vcc上，被看作是关断IGBT1时的电压尖峰。根据RBSOA图，该尖峰电压必须限制在IGBT模块的阻断电压VCES内（芯片上测量，在CE辅助端子上测量）。此外，考虑到模块主端子和辅助端子之间的杂散电感，在数据手册中给出了一条降额曲线，用于在功率端子上测量电压时使用。

FZ1200R33KF2的RBSOA

通过IGBT导通时，集电极的电压降可以推导出整个回路的杂散电感：当IGBT处于阻断状态且电流已经上升时，可以测量di/dt和电压降ΔV，并根据公式Lσ=ΔV/di/dt计算得到电感。

回路电感测试波形

模块内部杂散电感计算值在数据手册中会给出。对于单管模块，这个值就是之前提到的主功率和辅助端子之间的杂散电感；对于半桥模块或者是有多个桥臂的模块，这个值表示跟应用相关的上管和下管换流回路。因为模块结构不同，这个值肯定会比单独测量上下管电感之和低。对于含有多个桥臂的模块，从电源到桥臂再回到负电源的情况最坏的换流回路需要被考虑。