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IGBT功耗分析及散热片设计

一、 HeatSink介绍:
散热片是一种散热器中的易发热电子元件散热的装置,多由铝合金,黄铜或青铜做成板状,片状,多片状等。
散热片主要靠对流来散热。散热器装在低处,易于热气上升。加强对流才能迅速提高热量,如果对流被破坏,热效率会被大大降低。
铝散热片是使用率最高的散热片之一,整体采用纯铝制造。铝是地球上含量最高的金属,成本低和热容低是其主要特点。其缺点主要是吸热慢,但优点是放热快,且散热效果跟其结构和做工成正比。散热片数越多、底部抛光越好,散热效果越好。其散热原理非常简单:利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积,再利用空气流动从而带走散热片上的热量。
一定要保证散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求,否则在运行中极易失去其散热能力,因过热而损坏器件。
二、 认识三相逆变器的SPWM控制方法:
下面是三相逆变器的示意图:
三相逆变器的示意图
采用SPWM控制方法各个开关管的驱动波形存在下面的关系:
SPWM控制方法各个开关管的驱动波形
对于三相逆变器6组驱动波形会存在下面几组工作模式:
1、上桥臂Q1开通,Q3、Q5关闭,下桥臂Q4、Q6开通,Q2关闭;
2、上桥臂Q3开通、Q1、Q5关闭,下桥臂Q2、Q6开通,Q4关闭;
3、上桥臂Q5开通、Q1、Q3关闭,下桥臂Q2、Q4开通,Q6关闭;
4、上桥臂Q1、Q3开通,Q5关闭,下桥臂Q6开通,Q2、Q4关闭;
5、上桥臂Q1、Q5开通,Q3关闭,下桥臂Q4开通,Q2、Q6关闭;
6、上桥臂Q3、Q5开通,Q1关闭,下桥臂Q2开通,Q4、Q6关闭;
假设,标志1代表开通,标志0代表关闭:
则可以整理为6组工作状态:
6组工作状态
设开关管的工作频率为:fswitch=3200Hz
三相逆变器SPWM控制原理
三相逆变器SPWM控制原理
三相逆变器6个开关管的驱动波形

三相逆变器6个开关管的驱动波形

三、 开关管的各个损耗参数:
可以通过IGBT功率损耗分布分析及计算工具得到开关管的下列损耗参数:

IGBT功率损耗分布

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