PWM 方式开关电源中IGBT 的损耗分析

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3、IGBT损耗的测量

IGBT损耗的测量实际上是通过对其工作电压和电流的测量和计算而得到的，因而损耗的测量实质上是电压和电流的测量，电压和电流测量方法的恰当与否直接影响到测量结果的可信度。

3.1、电流测量

电流测量应使用高频无源电流互感器，不要使用磁平衡式电流传感器，前者都有较好的高频响应，后者往往速度较慢，达不到测量要求。电流传感器要置于被测IGBT的发射或集电极，而不要置于主变压器一次侧，这是2个不同的电流。这一点可以从图3IGBT的关断过程中看出:IGBT1关断时，VD2将对关断产生的电压过冲箝位(t1~t期间)，在VD2中产生箝位电流。而IGBT1中电流因转向VD2而陡降，此时变压器一次侧电流为IGBT1和VD2电流之和，而非仅IGBT1中的电流。电流互感器通常由自己制作，使用前应先检验其性能，可采用图4电路进行检验。电阻R1、R2应使用无感电阻。实际测量时，互感器初级匝数N1通常为1匝，检验时可适当增加N1，这样可以减小检验电流I而不降低互感器初级的总安匝数，使检验工作更加容易。比较U2和U1波形在延时和畸变方面的区别，就可确定互感器是否合格。通常U2不能有明显的失真，U2对U1的延时应远小于IGBT的开关时间参数。

3.2、电压测量

IGBT开通和关断过程中电压的完整观测可以直接使用示波器探头，但对于开通时IGBT电压拖尾过程和通态饱和压降的测量，则需要使用箝位电路(见图5)。原因在于此时示波器的Y轴分辨率要置于0.5/div~10/div档，而这时输入探头的电压变化范围则高达几百伏，这种情况下通常示波器会产生很大的失真，作零点漂移，无法正常观察。用图中R1、R2、C、VD和VS所构成的电压箝位电路，可以取出Uce中小于UVS的那一部分波形Uce。用示波器观测则不会出现失真和漂移。UVS与Uce的关系可用下式表示:

测量Uce开通拖尾过程时，应选UVS=50V，测量动态饱和压降时则应选UVS=12V。

图中R2、C用来补偿由示波器探头输入电容及VD、VS结电容引起的失真。使用前利用已知的方波信号对箝位电路进行校准。

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