【经验】IGBT半桥模块吸收电容计算方法

时间： 2019-08-06 来源：世强

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IGBT模块在电力电子变流领域应用尤为广泛，其吸收电容的选型计算成为热点。由于IGBT模块关断时会产生较高的尖峰附加电压，叠加在母线电压上容易导致IGBT模块烧毁( IGBT模块开通时的尖峰附加电压与母线电压相减使IGBT 模块电压下降，因此不需要为开通过程增加吸收电容) ，而合理地增加吸收电容可以解决该问题。

IGBT半桥模块应用的典型电路如图1 所示。图中R、Cdc和L1模拟了IGBT半桥模块的换流回路，其中R为换流回路寄生电阻，Cs为吸收电容，Cdc为母线支撑电容。电容的等效串联电容，L1为换流回路总寄生电感。由于Cs在吸收过程中其寄生参数也会造成影响，需要一并考虑，故关断IGBT 时Cs吸收回路等效电路图如图2所示。图中，L1为寄生电感，L2为吸收电容寄生电感，C 为吸收电容等效串联电容，UL为寄生电感L1产生的尖峰电压。

图1：典型应用图

图2：等效电路图

式中: i0为关断时耦合电容的初始电流; UL表示IGBT集射极两端的过压，即尖峰电压; i 和f 为吸收电容承受的电流及其频率。

（1）

（2）

通过式1,2可以得出：

（3）

（4）

分析得知: UL随L1减小而减小，UL随C 增大而减小。因此，可以通过增加吸收电容的寄生电感和容量来减小IGBT 集射极间的过压。考虑吸收效果，电压UL不能大于某个值，且电压UL的衰减时间不能超过某个值( 该时间理论上尽量不要超过死区时间，除此之外还需要考虑电磁兼容要求) 。设式中UL≤UL max，UL max为系统允许的最大IGBT 集射极过压。经过变换得到:

（5）

考虑到很多应用场合中并不知道寄生电感，而知道测试过压波形和电流，可以根据以下公式进行近似计算:

（6）

式中: Δt 为过压的持续时间; UL为过压幅值。另外电容耐压值应大于等于IGBT的最大耐压值。

通过上述计算，可以对吸收电容进行初步选型。世强代理的WIMA 缓冲型电容器具有双层金属化脉冲型（WIMA 缓冲型 MKP 系列）和适合于高脉冲容量使用的自修复薄膜/箔片技术型（WIMA 缓冲型 FKP 系列）两种型式。MKP 系列其容值范围涵盖0.047µF到10µf，电压等级从额定700伏直流到3000伏直流。FKP系列其容值范围涵盖0.01µF到3.3µf，电压等级从额定630伏直流到4000伏直流。总有一款能够满足设计需求。

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型号- MKP1O142207I_ _ _ _ _ _,DCHPN07180EU00_ _ _ _,FKP3C024703F00_ _ _ _,DCP4I052006J_ _ _ _ _ _,FKP4O121505B00 _ _ _ _,FKP1T016805F_ _ _ _ _ _,DCP4R251507I_ _ _ _ _ _,MKP1G021002C_ _ _ _ _ _,FKP1X024707H_ _ _ _ _ _,MKS4J033305D_ _ _ _ _ _,MKP1O112702C_ _ _ _ _ _,MKS4G044706G_ _ _ _ _ _,MKP4R042707J00_ _ _ _,MKS4D026802A_ _ _ _ _ _,DCP6P06470EN00_ _ _ _,SMDTC02680TA00_ _ _ _,MKS4S032206D_ _ _ _ _ _,MKP1U011803F_ _ _ _ _ _,MKS4F031002C_ _ _ _ _ _,SMDIO12150XA00_ _ _ _,MKS4F051507E_ _ _ _ _ _,MKP1M022205B_ _ _ _ _ _,FKP2D021501J00_ _ _ _,MKS4G051007F_ _ _ _ _ _,MKP2D021001B00_ _ _ _,SMDIF02680TB00_ _ _ _,SMDNC02220TA00_ _ _ _,MKS4U041007K_ _ _ _ _ _,MKX2AW35606A00_ _ _ _,MKPFAW36806A_ _ _ _ _ _,FKP1J026807A_ _ _ _ _ _,SMDNC02150TA00_ _ _ _,DCP4I052207G_ _ _ _ _ _,MKS4G041005G_ _ _ _ _ _,MKS0C036800F00_ _ _ _,MKP1G036806B_ _ _ _ _ _,FKS3D013302B00_ _ _ _,FKP1O126807B_ _ _ _ _ _,SMDTF02150QA00_ _ _ _,DCP4S048007I_ _ _ _ _ _,MKS4D022203C_ _ _ _ _ _,MKP1F051007H_ _ _ _ _ _,SMDTC02100QA00_ _ _ 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04.23 - WIMA - 选型指南 - Edition 2023/2024 代理服务技术支持批量订货

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型号- FKP 2,FKP 1,FKP 4,SMD-PET,FKP 3,MKP-X1R,SMD-PEN,MP 3-X1,MP 3-X2,DC-LINK,MP3-Y2,MKP-X1 R,MIKS 4,SNUBBER MKP,DC-LINK MKP5,MK P-X2,MKP-Y2,MKS 02,MKP 10,MKS 2,MKS 4,FKP,DC-LINK MKP 6,DC-LINK MKP 4S,MP 3-Y2,FKS,FKP 02,MP3-X1,MP3-X2,DC-LINK MKP 5,DC-LINK MKP 4,DC-LINK MKP 3,FKS 3,FKS 2,MKP-X2,MKP-X1,DC-LINK HC,GTO MKP,SNUBBER FKP,MKP-X2 R,DC-LINKMKP3,SND-PPS,MK P-X1R,MKP 2,MKP 4,SMD-PPS,DC-LINK HY,MKP10,MKP,MKS,MP 3R-Y2,MK P-Y2,MP3R-Y2

11/2014 - WIMA - 选型指南代理服务技术支持批量订货

【技术大神】直流母线电容的选择与设计

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2016-12-21 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

电子设备用薄膜电容器

03/2023 - WIMA - 商品及供应商介绍 - Edition 2023 代理服务技术支持批量订货

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电容薄膜电容器直流支撑薄膜电容器缓冲薄膜电容器交流薄膜电容器脉冲薄膜电容器射频微波薄膜电容器贴片薄膜电容器

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WIMA应用指南

描述- 该资料详细介绍了WIMA公司生产的各类SMD电容器的应用领域、产品类型、功能特点以及技术参数。资料涵盖了汽车、电力、医疗、消费电子、电信/数据处理和新能源等多个领域。产品包括SMD薄膜电容器、脉冲电容、EMI抑制电容、滤波电容、阻尼电容、GTO电容器、DC-LINK电容器和超级电容器模块等。资料还提供了产品的技术规格、应用电路和特殊特性等信息。

型号- FKP 2,FKP 1,SMD-PET,FKP 4,FKP 3,SMD-PEN,DC-LINK MKP HC,DC-LINK HC,GTO MKP,MKP-X1 R,SNUBBER FKP,MKP-X2 R,SNUBBER MKP,GTOMKP,MKP-Y2,MKS 02,DCL MKP 4,MKP 2,MKP 4,MKP 10,MKS 2,MKS 4,MKP 4F,FKP,DC-LINK MKP 6,SMD-PPS,FKS,FKP 02,MKP,MKS,DC-LINK MKP 4,HC,FKS 3,FKS 2,MKP-X2

04/2023 - WIMA - 应用及方案 - Edition 2023 代理服务技术支持批量订货

威马推出适合大电流应用场景下的系列脉冲电容器MKP10、FKP1、FKP4，电容范围为100pF至47µF

威马的脉冲电容器系列适用于高频脉冲应用，例如开关电源、电视机和监视器、照明工业、音频/视频设备、驱动器、电力电子或电子镇流器中的转换器。其电容范围为100pF至47µF，额定电压范围为100VDC至6000VDC，工作温度范围可达-55℃至+105℃。

2022-09-28 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

双面金属化脉冲类型MKP系列和拥有极高额定脉冲电流FKP系列的吸收电容器，可在高有效电流下保证安全接触

威马的吸收电容器产品线中，既有双面金属化脉冲类型MKP系列，也有在自愈膜/箔技术加持下拥有极高的额定脉冲电流的FKP系列。他们的电气性能以及多种可选产品引脚样式使威马的吸收技术独一无二。

2022-12-01 - 原厂动态代理服务技术支持批量订货

医用WIMA塑料薄膜电容器

型号- FKP 1,MKP 4,MKP 10,FKP 1 SERIES,MKP 10 SERIES

04/2023 - WIMA - 商品及供应商介绍代理服务技术支持批量订货

【产品】非常适用于大功率开关电源的吸收电容MKP和FKP，各式各样可用连接选项在高有效电流下得到安全接触

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2016-06-28 - 新产品代理服务技术支持批量订货

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WIMA缓冲型电容器具有双层金属化脉冲型（WIMA 缓冲型 MKP 系列）和适合于高脉冲容量使用的自修复薄膜/箔片技术型（WIMA 缓冲型 FKP 系列）两种型式。MKP 系列其容值范围涵盖0.047µF到10µf，电压等级从额定700伏直流到3000伏直流。FKP系列其容值范围涵盖0.01µF到3.3µf，电压等级从额定630伏直流到4000伏直流。

2019-07-22 - 技术问答代理服务技术支持批量订货