电力电子器件应用指南
电力电子技术中的电流传感器选型指南
电力电子技术中的电流传感器选型指南电力电子技术中，电流传感器的选型对于系统性能和稳定性至关重要。
正确选择适合的电流传感器可以确保电路的可靠性和效率，同时也可以提高工作效果和安全性。
本指南将介绍电力电子技术中电流传感器的选型原则和注意事项。
一、电流传感器的作用和分类电流传感器在电力电子技术中被广泛应用，主要用于测量和监控电力系统中的电流。
根据其原理和测量方式，电流传感器可以分为多种类型，包括霍尔效应传感器、电流互感器和电阻分压式传感器等。
不同类型的电流传感器适用于不同的应用场景。
二、选型原则和要考虑的因素1. 电流范围：选择电流传感器时，首先要考虑的是测量范围。
根据实际应用需求，确定所需的电流测量范围，并选择合适的电流传感器。
2. 精度和灵敏度：电流传感器的精度和灵敏度直接影响到测量结果的准确性。
在选型时，需要根据实际需求评估其精度和灵敏度指标，并选择性能合适的传感器。
3. 响应时间：对于某些需要实时监测的应用，电流传感器的响应时间非常重要。
根据要求的监测速度和实时性，选择具有较短响应时间的传感器。
4. 绝缘性能：在电力电子技术中，绝缘性能很重要，特别是在高压电力系统中的应用。
选择具有良好绝缘性能的电流传感器，以确保系统的安全性和稳定性。
5. 温度特性：电流传感器的性能在不同温度下可能变化，因此需要考虑其温度特性。
根据实际应用环境和工作温度范围，选择适合的电流传感器。
三、常见问题及解决方案1. 大电流的测量：对于需测量大电流的应用，可以选择低阻抗的电流传感器，以避免因传感器本身的电阻损耗而导致的测量误差。
2. 系统故障和电磁干扰：在电力电子技术中，电流传感器容易受到系统故障和电磁干扰的影响。
为了提高测量的准确性和稳定性，可以选择具有抗干扰能力较强的传感器，并采取合适的屏蔽和滤波措施。
3. 安装和连接：在安装和连接电流传感器时，应遵循制造商提供的安装指导，并确保连接可靠和稳定，以避免因不良连接而导致的测量误差。
IPM(智能功率模块)应用手册
IPM （智能功率模块）应用手册Intelligent Power Modules Application Manual*本文所有关于三菱IPM 或IGBT 技术参数，图片均源自三菱官方资料，仅供学术交流，不做商业用途。
目录1．引言 (5)2．IPM（智能功率模块）的一般认识 (5)2.1.功率电路之设计 (5)a.关断浪涌电压b.续流二极管恢复浪涌c.接地回路d.减小功率电路之电感2.2吸收电路之设计 (6)a.吸收电路的类型b.吸收电感的作用c.母线电感的作用d.功率电路和吸收电路设计的建议2.3功耗设计 (8)a.功耗的估算b.VVVF变频器功耗的计算c.平均结温的估算d.瞬态温升的估算e.散热器之安装3.IPM的前身-IGBT模块的使用 (11)3.1. IGBT模块的结构和工作原理 (11)3.2.IGBT模块的额定值和特性 (11)a.最大额定值b.电气特性c.热阻3.3.特性曲线 (12)a.输出特性b.饱和特性c.开关特性3.4栅极驱动及模块的保护 (13)a.驱动电压b.串联栅极电阻（R G）c.栅极驱动所须功率要求d.栅极驱动布线注意e.dv/dt保护f.短路保护4.IPM智能功率模块的使用 (16)4.1.IPM的结构 (16)a.多层环氧树脂工艺b.铜箔直接铸接工艺c.IPM的优点4.2.IPM额定值和特性 (19)a.最大额定值b.热阻c.电气特性d.推荐工作条件4.3.安全工作区 (21)a.开关安全工作区b.短路安全工作区4.4.IPM的保护功能 (21)a.自保护特性b.控制电源的欠压锁定（UV）c.过热保护（OT）d.过流保护（OC）e.短路保护（SC）4.5.IPM的选用 (24)4.6.控制电路电源a.IPM的控制电源功率消耗b.布线指南c.电路结构4.7.IPM接口电路 (25)a.接口电路要求b.布线c.内部输入输出电路d. 连接接口电路e. 死区时间（T d ）f.故障信号FO 输出的使用 g. IPM 的一般应用h.一般变频系统的结构MCU1． 引言:把MOS管技术引入功率半导体器件的思想开创了革命性的器件：绝缘栅双极晶体管IGBT。
高压栅极驱动 ic 自举电路的设计与应用指南(
一、概述高压栅极驱动IC自举电路是一种常用于驱动MOSFET等功率器件的电路，其设计与应用对于提高系统的性能和稳定性具有重要意义。
本文将从基本原理、设计要点和实际应用等方面，对高压栅极驱动IC自举电路进行全面系统的介绍和分析，旨在为工程师和研究人员提供一份全面且实用的指南。
二、基本原理1. 高压栅极驱动IC自举电路的概念高压栅极驱动IC（Integrated Circuit）自举电路是一种能够产生驱动信号所需的高压电源的电路，通常用于驱动功率开关器件（如MOSFET、IGBT等）。
2. 自举电路的工作原理自举电路通过外部电容器储存电荷，在需要驱动时将这部分电荷释放，从而形成高压供电。
该电路能够有效地提供驱动信号所需的高电压，同时具有简单、高效等特点。
三、设计要点1. 电容器的选择在设计高压栅极驱动IC自举电路时，电容器的特性对电路的性能具有重要影响。
电容器的选择应考虑其容量、工作电压和频率特性等。
2. 电源管理电路自举电路需要有稳定可靠的电源管理电路，来保证其供电过程的稳定性和可靠性。
在设计时应选用合适的稳压器、电源管理IC等器件。
3. 驱动信号的匹配高压栅极驱动IC自举电路应能够有效地匹配待驱动器件的输入电压和电流要求，以确保系统的性能和稳定性。
四、实际应用1. 在功率电子系统中的应用高压栅极驱动IC自举电路广泛应用于各种功率电子系统中，如电源逆变器、电机驱动器、变流器等。
2. 在新能源领域的应用随着新能源技术的快速发展，高压栅极驱动IC自举电路在太阳能、风能等领域得到了广泛的应用，为新能源系统的高效工作提供了重要支持。
五、总结高压栅极驱动IC自举电路作为一种常见的功率器件驱动方案，在现代电子系统中具有重要的应用价值。
本文通过对其基本原理、设计要点和实际应用进行了全面介绍，旨在帮助读者更好地了解和应用这一技术，并在实际工程中取得更好的效果。
文章的篇幅可能不足3000字，需要根据实际情况继续扩展内容。
三极管手册介绍
三极管手册介绍
三极管，也称为晶体三极管，是一种常用的电子器件，被广泛应用于电子电路中。
它由三个区域相互夹杂的半导体材料构成，通常被标记为E（发射极）、B（基极）和C（集电极）。
三极管是一种双极型晶体管，其主要特点是能够控制电流放大倍数。
通过控制基极电流，可以控制集电极电流的放大倍数。
因此，三极管广泛用于放大、开关、电子开关、振荡器等电路中。
三极管手册是一本关于三极管的详细介绍和应用指南。
该手册通常包括以下内容：
1. 三极管的基础知识：介绍三极管的结构、工作原理和基本参数。
包括器件标记和引脚配置，以及不同类型的三极管（如NPN型和PNP型）。
2. 三极管的电路应用：包括放大电路、开关电路、电源电路、振荡电路和稳压电路等。
每个电路应用都会介绍其原理、设计方法、常用电路图和计算公式。
3. 三极管的参数与曲线特性：包括直流参数（如最大集电流、最大功耗、最大电压等）和交流参数（如频率响应、增益、噪声系数等）。
手册中通常会给出参数的定义、测量方法和典型数值。
4. 三极管的选型与应用：介绍如何根据特定的应用需求选择合
适的三极管。
包括选择参数的考虑因素、常用的选型指南和技术手段。
5. 三极管的常见故障排除：介绍三极管常见的故障原因及排除方法。
包括电压过高、电流过大、温度过高等故障的检测和解决方法。
综上所述，三极管手册是一本提供关于三极管结构、工作原理、电路应用、参数与曲线特性、选型与应用和故障排除等方面知识的参考指南，旨在帮助工程师和电子爱好者更好地理解和应用三极管。
IGBT数据手册
IGBT数据手册IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种广泛应用于电力电子设备中的功率半导体器件。
为了帮助用户更好地理解和使用IGBT，以下是一个详细的IGBT数据手册。
1. 引言IGBT数据手册旨在为用户提供有关IGBT的详细信息。
本手册包括IGBT的基本原理、结构、特性参数以及使用和应用建议。
2. IGBT基本原理在本节中，我们将解释IGBT的基本工作原理，包括PN结、COMFET效应、串联二极管等。
此外，还会描述IGBT在电路中的应用方式。
3. IGBT结构该节详细介绍了IGBT的结构，包括P型衬底、N型衬底、漂移区、栅极氧化层、表面耐压区和金属化层等组成部分。
每个组成部分的功能和特点也会在此展开介绍。
4. IGBT特性参数在这一部分，我们列出了IGBT数据手册中常见的特性参数，如最大耐压、最大电流、导通压降、关断特性等。
每个参数的含义和测量方法也会详细说明。
5. IGBT使用指南本节将提供有关IGBT的使用和应用建议。
包括IGBT的散热、驱动电路设计、保护电路设置以及注意事项等方面的内容。
这些指南将帮助用户更好地应用和操作IGBT。
6. IGBT应用示例为了更好地理解IGBT的实际应用，我们将在本节中提供一些IGBT在不同领域的应用示例，如交流调速、电力变换器、电机驱动等。
每个示例将简要介绍应用场景和IGBT在其中的作用。
7. 总结在最后一节中，我们将对整个IGBT数据手册进行总结，并再次强调IGBT的重要性和广泛应用领域。
如果读者有任何疑问或需要进一步了解，也可以参阅其他相关资料或直接联系我们的技术支持团队。
结论：通过本IGBT数据手册，相信用户能够更好地了解和使用IGBT。
同时，本手册也提供了IGBT的基本原理、结构、特性参数以及使用和应用建议等方面的详细信息。
希望本手册对用户有所帮助，并欢迎提供反馈和建议，以便我们进一步改进和完善IGBT数据手册。
电力电子技术中的谐振变换器电容选型指南
电力电子技术中的谐振变换器电容选型指南谐振变换器作为电力电子技术的重要组成部分，具有高效、小型化和可靠性好等优点，在各个领域得到了广泛应用。
而在谐振变换器的设计中，电容的选型是至关重要的一环。
本文将从谐振变换器的基本原理入手，结合实际应用经验，为大家提供一个电容选型的指南。
一、谐振变换器中电容的作用电容在谐振变换器中起到存储能量和滤波的作用。
在谐振变换器的工作过程中，交流输入信号经过整流和升压环节后，产生高频振荡信号。
而电容则起到平滑这些高频振荡信号的作用，使得输出信号稳定，并且减少谐振变换器对电源的干扰。
二、电容选型指南1. 额定电压（Rated Voltage）谐振变换器中所使用的电容的额定电压应大于等于谐振变换器输出端的电压。
这是为了确保电容在工作过程中不会发生击穿，从而保证稳定的输出电压。
2. 电容容量（Capacitance）电容的容量大小直接关系到谐振变换器的响应速度和输出电压的稳定性。
容量过小会导致输出电压波动较大，容量过大则会增加电路的体积和成本。
选取合适的电容容量需要根据实际需要进行权衡。
对于高频谐振变换器，一般采用电容的容值较小，以便提高响应速度和效率。
而对于低频谐振变换器，电容的容值可以适当增大，以保证输出电压的稳定性。
3. 电容ESR（Equivalent Series Resistance）电容的ESR是指实际电容器中所包含的电阻和等效电感。
ESR对谐振变换器的效率和稳定性有重要影响。
ESR过大会导致能量损耗较大，温升过高；ESR过小则容易引起共振和不稳定的问题。
因此，在电容选型中，需要注意选择具有较低ESR的电容，以提高谐振变换器的效率和稳定性。
4. 锁相电容（Snubber Capacitor）锁相电容也是谐振变换器中常用的一种电容类型。
它的作用是减小开关管的开关损耗和谐振电压幅值，从而提高谐振变换器的性能。
锁相电容的选取需要结合具体的设计需求和系统特点，一般可以通过仿真和实验来确定合适的容值。
电力电子技术中的电容选型及容值计算指南
电力电子技术中的电容选型及容值计算指南在电力电子技术中，电容是一种重要的元件，广泛应用于电源、逆变器、变频器等电路中。
正确选择和计算电容的容值，对于电路性能和稳定性非常关键。
本篇文章将介绍电力电子技术中电容的选型原则以及容值计算的指导方法。
一. 电容选型原则1. 工作电压 (Rated Voltage)在选择电容时，需要考虑电路中的最大工作电压。
工作电压应大于或等于电路中最大电压幅值的峰-峰值。
如果电容的工作电压过低，则容易导致电容击穿，从而引发故障。
2. 脉冲功率 (Pulse Power)对于一些需要传输脉冲功率的电路，比如在电动机驱动器中，电容必须具有足够大的脉冲功率承受能力。
因此，在选型时需要查阅电容的数据手册，确保其能够满足所需的脉冲功率要求。
3. 电容损耗 (Dielectric Losses)电容的损耗正比于工作频率和电容的介电损耗因子。
在高频应用中，为了减小能效损耗，应选择具有较低损耗因子的电容。
同时还需要考虑电容的温升和工作寿命。
4. 尺寸和体积 (Size and Volume)尺寸和体积是电容选型时需要考虑的另一个重要因素。
一般来说，选择具有更高介电常数的电容，可以减小其体积。
同时还需要考虑电容的容量，以满足电路中的电能存储需求。
二. 电容容值计算方法电容的容值选择取决于电路的需求和设计参数。
以下是一些电容容值计算的常用方法：1. 低通滤波器 (Low-Pass Filters)在低通滤波器中，电容的选择取决于滤波器的截止频率以及负载阻抗。
一般来说，电容的容值可以通过以下公式计算：C = 1 / (2πfR)其中，C为所需电容的容值，f为截止频率，R为负载阻抗。
2. 直流链接和绕组 (DC Link and Windings)对于直流链接和绕组，电容的容值需要根据电压涟漪和电流涟漪来选择。
一般来说，电容的容值可以通过以下公式计算：C = ΔI / (ΔV × f)其中，C为所需电容的容值，ΔI为电流涟漪的最大值，ΔV为电压涟漪的最大值，f为涟漪频率。
晶闸管(可控硅)应用指南
晶闸管(可控硅）应用指南一.参数说明1.参数表中所给出的数据，I TSM、I2t、dv/dt、di/dt指的是元件所能满足的最小值, Q r、V TM、V TO、r T指元件可满足(不超过)的最大值。
2.通态平均电流额定值I TA V(I FA V)I TA V(I FA V)指在双面冷却条件下，保证散热器温度55℃时，允许元件流过的最大正弦半波电流平均值。
I TA V(I FAV)对应元件额定有效值I RMS=1.57 I TA V。
实际使用中，若不能保证散热器温度低于55℃或散热器与元件接触热阻远大于规定值，则元件应降额使用。
3.晶闸管通态电流上升率di/dt参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值。
其对应不重复测试值为重复值的2倍以上，在使用过程中，必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重复值。
4.晶闸管使用频率晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度tp ，关断时间tq以及从关断后承受正压开始至其再次开通的时间tV 决定。
fmax=1/(tq+tp+tV)。
根据工作频率选取元件时必须保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔tH >tq，并留有一定的裕量。
随着工作频率的升高，元件正向损耗Epf 和反向恢复损耗Epr随之升高，元件通态电流须降额使用。
二.元件的选择正确地选择晶闸管、整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义。
元件的选择要综合考虑其使用环境、冷却方式、线路型式、负载性质等因素，在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性。
由于电力电子器件的应用领域十分广泛，具体应用形式多种多样，下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路中的选择加以说明。
1.整流电路器件选择工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一。
元件选用主要考虑其额定电压和额定电流。
(1)晶闸管器件的正反向峰值电压V DRM和V RRM：应为元件实际承受最大峰值电压UM的2-3倍，即V DRM/RRM=(2-3)U M。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 晶闸管通态电流上升率 di/dt 参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值 其对应不重复测试值为重复值 的 2 倍以上 在使用过程中 必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重 复值 4 晶闸管使用频率 晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度 tp 关断时间 tq 以及从关断后承 受正压开始至其再次开通的时间 tV 决定 fmax=1/ tq+tp+tV 根据工作频率选取元件时必须 保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔 tH>tq 并留有一定的裕量 随着工作 频率的升高 元件正向损耗 Epf 和反向恢复损耗 Epr 随之升高 元件通态电流须降额使用
有合适 tq 值的元件 以上简略介绍了整流和逆变工作条件下元件的选择 在许多情况下 除了元件的额定
电压 电流外 还要根据具体条件选择元件的门极参数 通态压降以及断态电压临界上升 率 dv/dt 和通态电流临界上升率 di/dt 三 元件的保护
晶闸管元件的电压和电流过载能力极差 尤其是耐压能力 瞬时的过压就会造成元件 永久性的损坏 为了使元件能长期可靠地运行 必须针对过压
IT AV = 2-3 Id/(1.57 2 )=(0.9-1.5) Id 3 关断时间 tq 并联逆变线路中 KK 元件的关断时间选择要根据触发引前时间 tf 和换流时间 tr 来决定 一般取
1 tq=(tf-tr) (1.5 ~ 2)
(当功率因数为 0.8 时 tf 约为周期的十分之一 tr 按元件 di/dt 小于或等于 100A/ S 来确定) 在频率较高时 可通过减小换流时间 tr 并适当牺牲功率因数增加 tf 的方法来选择具
二 元件的选择 正确地选择晶闸管 整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本
具有重要意义 元件的选择要综合考虑其使用环境 冷却方式 线路型式 负载性质等因 素 在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性 由于电力电子器件的应用领域 十分广泛 具体应用形式多种多样 下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路 中的选择加以说明
0.368
0.368
0.184
注 U2 为主回路变压器二次相电压有效值 单项半波电感负载电路带续流二极管
2 中频逆变元件的选择
一般 400Hz 以上的工作条件下 应考虑使用 KK 器件 频率在 4KHz 以上时 可考虑使
用 KA 器件 这里主要介绍一下并联逆变电路中元件的选择 见图一
图一
1 元件正向和反向峰值电压 VDRM VRRM 元件正向和反向峰值电压应取其实际承受最大正 反向峰值电压的 1.5-2 倍 假设逆变
1 整流电路器件选择 工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一 元件选用主要考虑其额定电压和额定电流 1 晶闸管器件的正反向峰值电压 VDRM 和 VRRM 应为元件实际承受最大峰值电压 UM 的 2-3 倍 即 VDRM/RRM= 2-3 UM 各种整流线路对应的 UM 值见表 1 2 晶闸管器件的额定通态电流 IT AV 晶闸管的 IT AV 值指的是工频正弦半波平均值 其对应的有效值 ITRMS=1.57IT AV 依照发热相等的原则 按实际流经器件的电流所产生的 功耗小于器件允许最大功耗的原则选取器件 在简单计算中 可近似按实际电流有效值 ≤1.57IT AV 来选择 为使元件在工作过程中不因过热损坏 流经元件的实际有效值应在乘以 安全系数 1.5-2 后才能等于 1.57IT AV 假设整流电路负载平均电流为 Id 流经每个器件的电流
器直流输入电压为 Ud 功率因数为 cos 则
VDRM/RRM= 1.5-2 Ud / 2cos 2 元件的额定通态电流 IT AV
考虑到元件在较高频率下工作时 其开关损耗非常显著
元件的额定通态电流应按实
际流过其有效值 I 的 2-3 倍来考虑 即
IT AV = 2-3 I/1.57 假设逆变器直流输入电流为 Id 则所选器件 IT AV 为
和过电流发生的原因采取保护措施 1 过压保护 晶闸管工作过程中可能承受的过压主要有以下几种 一种是由于装置拉 合闸 负载
打火等引起的过压 一种是由于元件关断时产生的关断电压 还有因雷击等原因从电网侵 入的浪涌电压 为限制过电压的幅值低于元件的正反向峰值电压 可采取以下保护措施 见 图二
避雷器
交流测
阻
硒
容
堆
保
保
护
护
避雷器
压 敏 电 阻 保 护
压 敏 电 阻 保 护
直流测
晶 闸 管 泄 能 保 护
图二
1 在变压器一次侧接上避雷器 在二次侧加装阻容保护 硒堆 压敏电阻等非线性电 阻元件进行保护 在整流直流侧采取压敏电阻和泄能保护装置 以防止元件承受过电压
2 在晶闸管阴阳极两端直接进行保护 晶闸管关断过程中主电流过零反向后迅速由反 向峰值恢复至零电流 此过程可在元件两端产生达正常工作峰值电压 5-6 倍的尖峰电压 一般建议在尽可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路 电阻 R 选无感电阻 通常取 5-30
表 1 整流器件的最大峰值电压 UM 及通态平均电流计算系数 Kfb
整流电路
单相半波
单项双半 波
单项桥式
三相半波
三相桥式
带平衡电抗 器的双反星
型
UM
2 U2
2 2 U2
2 U2
6 U2
6 U2
6 U2
电阻
Kfb 负载
1
0.5
0.5
0.374
0.368
0.185
=0O
电感 负载
0.45
0.45
0.45
有效值为 KId 则所选器件的额定通态电流应为
IT AV = 1.5-2 KId / 1.57=KfbId Kfb 为计算系数 对于控制角 =0O 时 各种整流电路下的 Kfb 值见表 1 选择元件 IT AV 值 还应考虑元件散热方式 一般情况下风冷比水冷相同元件的额定电流值要低 自然冷却情
况下 元件的额定电流要降为标准冷却条件下的三分之一
电力电子件应用指南
一 参数说明 1 本手册参数表中所给出的数据 ITSM I2t dv/dt di/dt 指的是元件所能满足的最小
值 Qr VTM VTO rT 指元件可满足(不超过)的最大值 2 通态平均电流额定值 ITAV IFAV ITAV IFAV 指在双面冷却条件下 在规定的散热器温度时 允许元件流过的最大正弦