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为什么逆变电路要加0.1uF电容

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yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-1 22:23:20
10问答币
如图所示,做了有一段时间的逆变了,发现大部分工程师都喜欢在逆变电路的大电容旁边再并联一个0.1uF的小电容,无论是一两百瓦还是一两千瓦的逆变电路,都会并联这个0.1uF小电容,但是问相应的工程师为什么要加这个电容却都只是含糊其辞的说滤波、滤除干扰,或者干脆说是看到别人加了所以自己也加,并没有自己的理解与想法;实际我去掉这个电容后,测试发现对性能没有任何影响,无论是采样信号、尖峰干扰、EMC等,都没有任何问题,那么这个电容是否就是多余的呢?还是大家都喜欢盲目从众乱加呢?

求各位指点迷津
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最恶劣的情况下测试,Vds不超标就可以不加。BUS电压最高,电流最大(一般是短路的时候)时候测试
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-1 23:37:54
 
减小Vds尖峰用的,线路上有杂散电感(你就认为D极串了个电感),管子关断的时候杂散电感的能量没地方去,会炸管。2KW的小功率PCB级别的区别不大。大功率的都是叠层母排。
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:08:41
 
2KW以下的你们也加吗?还是2KW以上才加?
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-6 20:19:13
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分析一下这个图就知道了,开关管关断的时候,电流特别大的时候,杂散电感会有什么影响,吸收电容的作用就体现出来了。大功率的会加1uF、2uF,或者更大,离管子越近越好。这个搞明白了,对画PCB非常有帮助。
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电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-6 20:23:01
  • 倒数5
 
吸收电容离管子越近越好,上下管之间的距离越近越好(大功率IGBT模块上下管都是封装在一起的原因),管子引脚越短越好。这些有长度的地方都会产生杂散电感,杂散电感在管子关断的时候会产生电压尖峰,对EMC是有一定影响的。在恶劣状态下,电流非常大的时候,杂散的能量也非常大,电压尖峰可能会超标,导致炸管。
yyy992812
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2022-3-6 23:45:28
  • 倒数1
 
一般认为杂散电感的感量在多少范围内比较小?
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-6 20:38:44
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最恶劣的情况下测试,Vds不超标就可以不加。BUS电压最高,电流最大(一般是短路的时候)时候测试

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yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-6 23:44:01
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那是不是可以总结为以下两点:1、对于中小功率(比如500W以下、310V母线电压)的逆变电路而言,只要能保证大电解电容距离逆变电路很近,使得杂散电感很小,就可以不加这个小电容?
2、当不确定电解电容距离逆变电路是否足够近的时候,可以进行短路实验(短路实验包括单个IGBT短路和相与相之间短路),通过Vds电压尖峰余量判断这个小电容是否可不加?如果满足余量要求,就可以不加
BingSun
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-2 01:14:09
 
这个电容当然是有用的,也是一个非常重要的经验,可能一时半会看不出什么问题,但当问题来的时候估计都不知道问题在哪里。
BingSun
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-2 01:19:15
 
由于大电解在布线上不太可能尽量靠近功率回路,将会产生以下问题:
1、EMC,由于功率回路布线过长,有更多的干扰对外辐射。
2、安全,当出现异常时可能会产生10倍以上正常电流,功率管关闭时,从大电解到功率管的连线等效于一个电感,会产生很高的电压,可能会击穿功率管。
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:10:46
 
第一点,可能目前我用到的功率基本都是1KW以内,基本没发现对EMC有啥影响;
第二点,这种特殊情况倒是没去测试过,这个有什么比较好的验证方法去验证这个说法吗?
BingSun
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 19:20:28
  • 倒数8
 
这当然是可以测试的,有些时候为什么会出现开机或关机瞬间发生烧管?
如果你研究下功率管安全关闭这个事情,那么这个是一个重要的环节,在理论上与实践上都是一样的。
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 21:45:10
  • 倒数7
 
安全关闭和这个电容没关系吧?   只要保证上下管留够死区时间就行吧
nc965
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版主
  • 2022-3-2 08:01:38
 
1个不够,每个桥1个,共3个,钉在每个半桥模块上,这是工业标准:
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yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:11:59
 
这是哪里的标准?每个桥都接一个我以前倒在别人的板子上也看过,不过也没有依据为啥这么加
nc965
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版主
  • 2022-3-4 11:53:57
  • 倒数10
 
所有半桥模块都这样(没有例外),电容的封装是完全(用螺栓)钉在上面的。可能是世界主要模块厂家私下商量的标准吧,比如TO-247,这是哪里的标准?
budaoweng6789
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-2 09:55:23
 
看来你接触的大部分人都对这个不是很了解,或者是说你对他们的解释理解不了。楼上的几位高手已经解释的非常清楚了,再具体一些的可能就要一些理论知识再加一些实际测试了,至少是用示波器观察波形。

还有就是,有没有这个电容大部分时候,尤其不在现场,没有满载的情况下,加与不加确实区别不大。一旦在工业现场或者大功率机型满载时,这个电容的重要性就能体现出来了。主回路设计的很完美的话这个电容的作用就没那么明显,但在大功率机型上,几乎做不到完美,所以加这个电容就是非常有必要了。如nc965版主所说不应该只加一个,应该是每个IGBT上面“钉”一个,才能起到应有作用。
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:15:42
 
请问你这边所说大功率认为是多大呢?    目前来看的话,300W以内的逆变电路PCB走线都是非常短的,走线的杂散电感会较小,那这个电容的是不是可以去掉?或者说细化到在走线大于多少mm时才需要加呢?
st.you
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LV10
总工程师
  • 2022-3-2 10:42:24
 
电路模型和实际的电路差异在于,实际的电路,导线本身也是电感,频率越高,电流越大,就越不能忽视。0.1uF的电容,就是用来给开关管提供短暂电流回路的,防止导线的电压突变,存储能量,类似BOOST,搞不好开关管自己能整死自己。
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:16:47
 
“频率越高、电流越大,就越不能忽视”,这个说法我也认同,但是一般认为多少频率和多大电流才需要加呢?
st.you
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LV10
总工程师
  • 2022-3-4 12:38:17
  • 倒数9
 
不晓得哦,那么高深的问题
tiezhuyx
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LV6
高级工程师
  • 2022-3-2 22:01:16
 
电解电容距离功率管一般都认为有个距离,并且电解本身都有阻抗,在功率管快速切换的过程中,需要小阻抗的吸收电容,减小电解和PCB走线产生的寄生电感,防止功率管产生较大的Vds损坏功率管
yyy992812
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-4 11:17:42
 
那也就说这个小电容应该靠近逆变桥放置,而不是靠近大电解放置?
电不死的小强
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-6 20:26:24
  • 倒数4
 
靠近逆变桥,越近越好
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