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关于设计大功率逆变器系统时需要考虑的关键问题与解决方案
发布时间:2020-07-30 10:15 浏览次数:1086

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从选用电源开关的类型到印刷电路板(PCB)的布局,许多设计决策都会影响大功率逆变器设计的稳健性。因此,Silicon Labs工程专家特别介绍设计大功率逆变器系统时需要考虑的关键问题,以及理想的解决方案-Si828x隔离栅极驱动器,并解释了它们如何有利于大功率设计。以下整理了设计大功率逆变器时的一些要点。

评估电源开关类型

首先要做的一个决定是使用的电源开关的类型。电源开关具有独特的功能和要求,如电压限制、温度范围和工作频率,这将驱动大功率逆变器的许多设计决策,包括使用哪种类型的栅极驱动器。四种主要的电源开关是:

Silicon MOSFET

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)

碳化硅(SiC)

氮化镓(GaN)

考虑工作电压的要求

工作电压是另一个需要考虑的因素。设计人员必须评估系统在正常条件下暴露的最大电压,并确保栅极驱动器和电源开关能够满足这些电源要求。对于栅极驱动器,工作电压额定值将超过最大预期峰值电压。对于开关,经验法则是最大预期电压应小于设备系列额定电压的80%。

栅极驱动器和电源开关有关键的保护需求,必须在设计中解决。例如,欠压问题会产生热量和效率损失。过电压会导致开关损坏。幸运的是,这些问题可以通过一些解决方案来缓解,比如去饱和检测、使用Miller效应来防止开关寄生接通,以及仔细的PCB布局技术。

应用程序与PCB布局

还需要考虑应用程序的依赖关系。例如,一个稳定的,大功率的应用,如稳定运行的工业电机逆变器,可能不需要太多的保护。相反,动态应用,如电动汽车牵引逆变器,可能需要广泛的系统保护。PCB板布局也是设计电力电子电路时要考虑的重要因素,因为它决定了电力电路的性能、效率和可靠性。精心规划的PCB布局可以减少寄生电感和电容,提高可靠性和效率。

最后要考虑的是如何为半桥装置的二次侧供电。这项任务可以谨慎地完成,也可以综合地完成。当你设计你的大功率逆变器时,寻找适合你的系统应用所需工作电压的电源开关技术和栅极驱动器。考虑关键的保护需求,并选择能提供相应解决方案的门驱动程序。

适用于大功率逆变器的理想方案-Si828x 隔离栅极驱动器

Silicon Labs提供Si828x隔离栅级驱动器系列解决方案,特别适用于驱动各种转换器和电机控制应用中的 IGBT和碳化硅 (SiC)设备。Si828x设备是隔离式、高电流汽车栅极驱动器,带集成式系统安全和反馈功能。基于我们的专有硅隔离技术,驱动程序支持高达 5.0kV RMS 并能承受每UL1577 的电压,与其他隔离栅极驱动器技术相比,其可获得更高性能,更低的由温度和老化引起的变化,更紧密的零件匹配度,以及出色的共模抑制性能。

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Si8285是Si828x系列中的全功能产品(去饱和检测、Millerclamp等),以及行业领先的125kV/us抗噪能力。我们还提供还有一个强大的参考电路,可以根据您使用的电源开关类型调整各种参数。探索Si828x隔离栅级驱动器的技术文档:https://cn.silabs.com/isolation/isolated-gate-drivers/si828x-isolated-gate-drivers 除了Si828x系列,我们也具备其他适用于逆变器的广泛隔离栅极驱动器产品系列,可以满足开发人员从功率、鲁棒性到灵活性的各种产品设计考量。探索更多隔离产品信息:https://cn.silabs.com/isolation/isolated-gate-drivers


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