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PCS功率器件选型与损耗计算

共计 30 章节

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PCS功率器件选型与损耗计算导论

目标=课程目标 · PCS在储能与光伏系统中的角色 · 功率器件选型与损耗计算的核心价值

PCS功率器件选型

PCS典型拓扑与功率器件工作场景

目标=两电平与三电平逆变器 · DC-DC变换器 · 双向变流器拓扑中IGBT

PCS典型拓扑

功率器件数据手册关键参数解读

目标=额定电压 · 额定电流 · 导通电阻

功率器件数据手册…目标=额定电压

电压应力与电流应力校核

目标=PCS直流母线电压 · 交流输出电压 · 关断过压尖峰

电压应力电流应力校核

导通损耗计算模型

目标=IGBT饱和压降与导通电阻模型 · MOSFET导通电阻温度特性 · 二极管正向压降模型

导通损耗计算模型IGBT

开关损耗计算模型

目标=开通/关断能量损耗 · 栅极电荷与驱动电阻影响 · 二极管反向恢复损耗

开关损耗计算模型目标=开通

二极管损耗与反向恢复

目标=续流二极管导通损耗 · 反向恢复电荷与恢复损耗 · SiC肖特基二极管与Si快恢复二极管…

二极管损耗反向恢复

栅极驱动损耗与驱动电路影响

目标=栅极驱动功率计算 · 驱动电阻对开关损耗与EMI的折中 · 有源栅极驱动

栅极驱动损耗驱动电路影响

结温估算与热阻网络

目标=器件结温与壳温关系 · 稳态热阻与瞬态热阻抗曲线 · 散热器热阻

结温估算热阻网络

损耗与结温迭代计算方法

目标=从初始结温假设到损耗计算 · 热网络求解 · 结温更新直至收敛的完整迭代流程

损耗结温迭代计算方法

PCS典型工况损耗计算实战

目标=额定输出 · 峰值功率 · 轻载

PCS典型工况损耗计算…

开关频率与损耗的权衡设计

目标=提高开关频率对滤波器体积与开关… · SiC器件高频化优势 · 死区时间与开关频率配合

开关频率损耗的权衡设计

并联与多电平器件的损耗分配

目标=IGBT并联均流 · MOSFET并联导通电阻正温度系数均… · 多电平拓扑中器件损耗分布差异

并联多电平器件的损耗…

SiC MOSFET与Si IGBT选型对比

目标=导通特性 · 开关特性 · 体二极管特性

器件选型中的短路与雪崩能力评估

目标=短路耐受时间 · 退饱和保护 · 雪崩耐量

器件选型短路

PCS直流侧与交流侧器件应力差异

目标=直流母线电容纹波电流 · 直流侧开关器件电压尖峰 · 交流侧续流路径

损耗计算中的寄生参数影响

目标=功率回路寄生电感对关断过压与开… · 共源电感对开关速度的抑制 · PCB布局与母排设计对损耗的修正

损耗计算寄生参数影响

基于PLECS/Simulink的损耗仿真

目标=搭建PCS主电路模型 · 导入器件损耗查表数据 · 运行典型工况仿真

PLECS/Simuli…基于

基于LTspice的开关瞬态仿真

目标=建立含寄生参数的开关单元模型 · 双脉冲测试电路仿真 · 提取开关能量与电压电流波形

器件损耗与散热系统协同设计

目标=根据损耗计算结果选择散热器热阻 · 风冷/液冷方案对比 · 散热器温度分布对器件结温的影响

器件损耗散热系统协同设计

PCS效率测试与损耗分离实验

目标=搭建效率测试平台 · 测量输入输出功率 · 采用量热法或电学法分离导通损耗与开关…

PCS效率测试

器件选型中的可靠性与寿命评估

目标=功率循环与热循环寿命模型 · 结温波动对寿命的影响 · 加速老化试验

器件选型可靠性

PCS电磁兼容与损耗的关联

目标=开关速度对传导干扰与辐射干扰的… · EMI滤波器损耗 · 共模电压与漏电流

PCS电磁兼容

典型PCS功率器件选型案例

目标=针对储能变流器 · 光伏逆变器 · 双向DC-DC等场景

典型PCS损耗计算案例

目标=以三相两电平PCS为例 · 完成IGBT模块与SiC模块的损耗计… · 结温校核

器件降额设计与热设计裕量

目标=电压降额 · 电流降额 · 结温降额

器件降额设计热设计裕量

驱动与保护电路对损耗计算的影响

目标=退饱和保护 · 过流保护 · 软关断

驱动保护电路对损耗计…

多目标优化选型方法

目标=以效率 · 成本 · 体积

多目标优化选型方…目标=以效率

损耗计算工具链与自动化

目标=器件参数数据库 · 损耗计算脚本 · 热仿真接口

损耗计算工具链自动化

课程综合实战与总结

目标=给定PCS规格书 · 完成功率器件选型 · 损耗计算

课程综合实战PCS