以下文章來源于電磁兼容定制方案網(wǎng) ,作者曾大俠
逆變器中使用的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)或IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的選型對電磁兼容性(EMC)有顯著影響。這些器件是逆變器的關(guān)鍵開關(guān)元件,其開關(guān)速度、封裝方式、散熱特性和驅(qū)動電路設(shè)計等因素都會影響EMC性能。
逆變器中 MOS 管或 IGBT 的選型對 EMC(電磁兼容性)有重要影響,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
MOS 管:
(1)開關(guān)速度:較快的開關(guān)速度可能導(dǎo)致更高的 dv/dt(電壓變化率)和 di/dt(電流變化率),從而產(chǎn)生較強的電磁干擾。
(2)寄生電容和電感:較大的寄生參數(shù)可能在開關(guān)過程中引起額外的噪聲和干擾。
IGBT:
(1)開通和關(guān)斷特性:不同的 IGBT 型號在開通和關(guān)斷時的特性有所差異,這會影響到電磁輻射和傳導(dǎo)的水平。
(2)通常開關(guān)速度較慢:但在高功率應(yīng)用中效率較高。較慢的開關(guān)速度通常會減少EMI,但也會增加開關(guān)損耗。
(3)飽和壓降:較低的飽和壓降有助于提高效率,但可能對 EMC 產(chǎn)生一定影響。
例如,如果選擇了開關(guān)速度非??斓?MOS 管或 IGBT,在開關(guān)瞬間可能會產(chǎn)生高頻的尖峰電壓和電流,這些尖峰可能通過線路輻射出去,影響周邊電子設(shè)備的正常工作,或者在電源線上產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾。而如果選擇的器件具有較好的開關(guān)特性控制和較低的寄生參數(shù),就可能減少這種電磁干擾的產(chǎn)生。
為了優(yōu)化 EMC 性能,在選型時需要綜合考慮以下因素:
器件的開關(guān)特性參數(shù),包括開通和關(guān)斷時間、dv/dt 和 di/dt 等。高dv/dt(電壓變化率)和di/dt(電流變化率)會產(chǎn)生更強的電磁干擾。選型時需要權(quán)衡開關(guān)速度和EMC之間的關(guān)系,選擇合適的開關(guān)速度和器件,以確保EMC性能。寄生電容和電感的大小。器件的封裝類型和布局對EMC也有影響。盡量選擇具有良好散熱性能和低寄生電感的封裝,有助于減小EMI。例如,采用表面貼裝技術(shù)(SMT)的器件通常比引腳插裝器件(DIP)具有更低的寄生電感,從而有助于降低EMI。與其他電路元件的匹配性,以確保整體性能的協(xié)調(diào)。
1. 開關(guān)速度
(1)MOSFET:通常具有較快的開關(guān)速度,這可以減少導(dǎo)通損耗,提高效率。然而,快速的開關(guān)速度會產(chǎn)生較高的dv/dt和di/dt,這會導(dǎo)致較強的電磁干擾(EMI)。
(2)IGBT:通常開關(guān)速度較慢,但在高功率應(yīng)用中效率較高。較慢的開關(guān)速度通常會減少EMI,但也會增加開關(guān)損耗。
2. dv/dt 和 di/dt
高dv/dt(電壓變化率)和di/dt(電流變化率)會產(chǎn)生更強的電磁干擾。選型時需要權(quán)衡開關(guān)速度和EMC之間的關(guān)系,選擇合適的開關(guān)速度和器件,以確保EMC性能。
3. 封裝和布局
(1)器件的封裝類型和布局對EMC也有影響。盡量選擇具有良好散熱性能和低寄生電感的封裝,有助于減小EMI。
(2)例如,采用表面貼裝技術(shù)(SMT)的器件通常比引腳插裝器件(DIP)具有更低的寄生電感,從而有助于降低EMI。
4. 驅(qū)動電路設(shè)計
(1)驅(qū)動電路設(shè)計對開關(guān)元件的性能影響很大。合理設(shè)計驅(qū)動電路,控制開關(guān)速度,使用合適的驅(qū)動電壓,可以優(yōu)化EMC性能。
(2)例如,通過增加驅(qū)動電路中的阻尼電阻,可以減緩開關(guān)速度,降低dv/dt,從而減少EMI。
5. 濾波和屏蔽
使用適當(dāng)?shù)臑V波和屏蔽措施可以顯著改善EMC性能。包括在開關(guān)元件附近增加濾波電容、設(shè)計合理的電路板布局、以及在關(guān)鍵路徑上增加EMI濾波器。
6. 選型注意事項
(1)在選型時,需要查看器件的數(shù)據(jù)手冊,了解其開關(guān)特性、dv/dt和di/dt參數(shù)、以及EMI特性。
(2)進行emc測試,確保選定的器件在實際應(yīng)用中能夠滿足EMC要求。
綜上所述,逆變器中MOSFET或IGBT的選型對EMC有重要影響。選型時需要綜合考慮開關(guān)速度、封裝、驅(qū)動電路設(shè)計、濾波和屏蔽措施等因素,以優(yōu)化逆變器的EMC性能。
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原文標題:逆變器MOS或者IGBT選型對EMC的影響
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