富士IGBT模块应用手册 -6章 散热设计方法(2)

富士IGBT模块应用手册

1 发生损耗的计算方法

1.1 关于损耗

IGBT模块由IGBT部和FWD部构成，它们各自发生的损耗的合计即为IGBT模块整体的发生损耗。另外，发生损耗的情况可分为稳态时和交换时。如对上述内容进行整理可表述如下。

发生损耗的原因

IGBT模块单位元

件的总发生损耗（Ptotal）

仅晶体管部的损耗 （PTr）

仅FWD部的损耗 （PFWD）

稳态损耗 （Past） 交换损耗 （Psw）

开通损耗（Pon）

关断损耗（Poff）

稳态损耗（PF）

交换损耗（反向恢复损耗）（Prr）

无论IGBT部还是FWD部的稳态损耗均可通过输出特性计算。同时，交换损耗能通过交换损耗-集电极电流特性计算。根据计算出的发生损耗进行散热设计，保证结温Tj不超过设计值。

因此，在此使用的通态电压和交换损耗的值，通常使用结温Tj为设计值（推荐Tj=125℃）时的数据。 这些特性数据均记载在说明书中，请参考。

1.2 使用DC斩波器时发生损耗的计算方法

使用DC斩波器时，可以将IGBT或FWD中流过的电流认为是连续的矩形波，从而简单地进行近似计算。（sat）、Eon、图 6-1即表示近似的DC斩波器的波形，集电极电流为IC时的饱和电压、交换损耗分别为VCEEoff，FWD正向电流为IF时的通态电压、反向恢复损耗分别为VF、Eon、Eoff，发生损耗可如下计算：

IGBT发生损耗（W）=稳态损耗+开通损耗+关断损耗

t1/t2 VCE(sat) IC fc Eon Eoff

FWD发生损耗（W）=稳态损耗+反向恢复损耗

(1 t1/t2 ) IF VF fc Err