傾佳電子楊茜致力于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)!
以下基于BMF240R12E2G3 SiC模塊的雙并聯(lián)設(shè)計(jì),結(jié)合均流電感技術(shù),針對(duì)135kW/145kW工商業(yè)儲(chǔ)能變流器(PCS)的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方案,從電氣配置、均流優(yōu)化、熱管理到經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行全方位解析:
? 一、并聯(lián)方案的必要性與可行性
功率擴(kuò)容需求
單模塊BMF240R12E2G3額定電流240A(1200V),在125kW PCS中可獨(dú)立支持,但升至135~145kW需輸出電流提升至360~400A,超單模塊能力。
雙并聯(lián)后理論電流容量達(dá)480A,配合20%降額設(shè)計(jì)(實(shí)際384A),可覆蓋145kW峰值需求(150kW過(guò)載)。
SiC并聯(lián)的核心挑戰(zhàn)
靜態(tài)不均流:導(dǎo)通電阻(RDS(on))偏差(±10%)導(dǎo)致電流分配失衡。
動(dòng)態(tài)不均流:寄生電感差異(>5nH)引發(fā)開關(guān)時(shí)序偏差,高溫下RDS(on)正溫度系數(shù)(+0.5%/℃)加劇熱失控。
?? 二、均流電感設(shè)計(jì):動(dòng)態(tài)均衡的關(guān)鍵
差模電感選型與參數(shù)計(jì)算3
磁芯與繞線規(guī)范
磁芯材料:AlSiFe磁環(huán)(高飽和磁密,抗直流偏置)
繞線方式:利茲線雙股纏繞(降低高頻渦流損耗)
電感值(Lm):建議10~15μH(抑制5%~10%電流偏差)
匝數(shù)計(jì)算公式:
N=Lm?(dmax?dmin)π?μrμ0?hN=π?μr?μ0??hLm??(dmax??dmin?)??
參數(shù)示例:磁環(huán)外徑dmax=30mm,內(nèi)徑dmin=15mm,厚度h=10mm,相對(duì)磁導(dǎo)率μr=60 → N≈12匝
飽和磁通驗(yàn)證:需滿足 $B_{text{sat}} > frac{L_m cdot Delta I_{text{max}}}{N cdot A_e}$ (A_e為磁芯截面積)
電路連接拓?fù)?/strong>:
MOSFET1源極 → 電感端子3 MOSFET2源極 → 電感端子4 電感端子1+2并聯(lián) → 輸出端
此結(jié)構(gòu)通過(guò)互感抵消原理強(qiáng)制動(dòng)態(tài)電流均衡。
輔助均流措施
驅(qū)動(dòng)對(duì)稱性:獨(dú)立驅(qū)動(dòng)芯片(如BTD5350MCWR),門極走線長(zhǎng)度差<5mm,延遲偏差<0.5ns。
布局優(yōu)化:功率回路星型拓?fù)?,各支路寄生電感差?2nH;開爾文源極連接降低驅(qū)動(dòng)干擾。
審核編輯 黃宇
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