从选择电源开关类型到 PCB 布局,很多设计决策都会影响大功率逆变器设计的稳健性。下面总结了大功率逆变器设计中的一些关键点:
大功率逆变器 PCB 设计系统的第一件事是确定功率开关的类型。功率开关具有独特的功能和要求,例如电压、温度范围和工作频率的限制,这将推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。四个主要功率开关是:
硅MOSFET
绝缘栅双极 晶体管 ( IGBT )
碳化硅(SiC)
氮化镓(GaN)
工作电压是另一个需要考虑的逆变器 PCB 设计因素。设计人员必须评估系统在正常条件下承受的最大电压,并确保栅极驱动器和功率开关能够满足这些功率要求。对于栅极驱动器,工作电压的额定值将超过最大预期峰值电压。对于功率开关,经验法则是最大预期峰值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具有在逆变器 PCB 设计期间必须解决的关键保护要求。例如,电压问题会产生热量和效率损失。过压会导致电源开关损坏。幸运的是,这些问题可以通过一些解决方案来解决,例如去饱和检测、使用米勒效应防止开关寄生连接以及精心的 PCB 布局技术。
需要考虑的另一个逆变器 PCB 设计因素是对应用程序的依赖性。例如,稳定的高功率应用(如工业电机逆变器的稳定运行)可能不需要太多保护。相反,电动汽车牵引逆变器等动态应用可能需要广泛的系统保护。PCB 布局也是逆变器 PCB 设计过程中需要考虑的重要因素,因为它决定了电源电路的性能、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,并提高可靠性和效率。
逆变器 PCB 设计的最后一个考虑因素是如何为半桥器件的次级侧供电。这项任务可以谨慎完成,也可以综合完成。因此,在进行大功率逆变器 PCB 设计时,请为您的系统应用找到合适的功率开关技术和栅极驱动器,考虑关键保护要求并选择能够提供相应解决方案的栅极驱动器。
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