新颖的自动恒流放电系统的方案设计

ＩＧＢＴ在运行中会有导通功耗与开关功耗发生。这些功耗通常表现为热,所以必须采用散热器把这些热量从功率芯片传导到外部环境中去。如热系统设计不当,功率器件将过热并导致损坏。导通损耗伴随ＩＧＢＴ处于通态并传导电流而发生。导通期间的总功耗是由通态饱和电压与通态电流的乘积来计算的。在ＰＷＭ的应用中,导通损耗须与占空比因子相乘,从而得到平均功率。导通损耗的一次近似可通过ＩＧＢＴ的额定ＶＣＥ（ｓａｔ）值与期待的器件平均电流值的乘积来得到,即ＰＳＳ＝ＶＣＥｓａｔ×Ｉｃ。开关损耗是在ＩＧＢＴ开通与关断过渡过程期间的功率损耗。当ＰＷＭ信号频率高于５ｋＨｚ时,开关损耗会非常显著,一定要在热设计中予以考虑。得到开关损耗的最精确的方法是测量在开关过渡过程中Ｉｃ与Ｖｃｅ的波形。将此波形逐点相乘,从而得到功率的瞬时波形,此功率波形下面的面积就是以焦耳／脉冲为单位的开关能量,这一面积通常通过作图积分来计算。总开关能量是开通与关断过程所耗能量之和,平均开关损耗是由单脉冲总开关能量[１]与ＰＷＭ频率相乘得到,即：平均开关功耗ＰＳＷ＝ｆＰＷＭ×[ＥＳＷ(ｏｎ)＋ＥＳＷ(ｏｆｆ)]。而总功耗为导通功耗与开关功耗之和,即ＰＣ＝ＰＳＳ＋ＰＳＷ。此放电系统也将利用该公式来估算ＩＧＢＴ器件的平均功耗。

5 ＰＣＢ的总体可靠性设计

良好的电路布局是保证设备和电路安全运行及长寿命的重要前提,同时工艺限制也对ＰＣＢ提出了严格的要求,应遵循以下几条原则：

·ＰＣＢ可靠性设计应做到系统集成化、专业化设计。总体考虑电源地线布置、去耦与排线设计。区域分配应注意模拟电路、数字电路、功率器件的布局[２]。

·可靠的电源、地线设计应做到模拟、数字的分别供电,减少地线公共阻抗,防止形成地线回路,同时保证一点接地以及电源入口的去耦设计。

该自动恒流放电模块可配合智能蓄电池组监测系统使用,当放电时放电电流连续可调,此时智能蓄电池组监测系统将监测每节电池的电压变化,当有任一节电池电压低于设定值时（或交流停电）,放电自动停止,显示放电时间,并予以记录。该模块也可单独使用,当放电时放电电流连续可调,此时需人工监测每节电池的电压,控制放电模块停止放电。本设备使用简单,安全可靠,恒流精度高,可广泛应用于需要对蓄电池或电源进行恒流负载放电的场合。