[實用新型]一種MOSFET-IGBT并聯應用的變頻控制器

有效

• 申請號: 202020851591.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN212086072U
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 劉龍球;陳宇;秦宗民;顧少成;劉猛;胡扶遙
• 申請（專利權）人: 黃石東貝電器股份有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M7/5387
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本實用新型公開一種MOSFET?IGBT并聯應用的變頻控制器，包括整流濾波模塊、逆變模塊和控制模塊；所述整流濾波模塊的輸入端連接交流電源，輸出端與逆變模塊的輸入端連接；所述逆變模塊的輸出端連接電動機；所述控制模塊與逆變模塊的信號端連接，用于提供開關信號；所述逆變模塊設有三組，三組所述逆變模塊分別與電動機的三相交流電源輸入端連接；每組所述逆變模塊包括兩個并聯的逆變單元，所述逆變單元包括MOSFET晶體管和IGBT晶體管，所述MOSFET晶體管與IGBT晶體管并聯；所述逆變模塊的電流路徑根據IGBT晶體管的通態壓降與當前電流下MOSFET晶體管的通態壓降的大小自動選擇。

技術領域

本實用新型屬于變頻控制技術領域，具體是一種MOSFET-IGBT并聯應用的變頻控制器。

背景技術

變頻冰箱相比定頻冰箱要節能，是因為變頻壓縮機有寬的轉速范圍，高速制冷、低速恒溫。除初次上電或首次儲存食物工作在高轉速，其它時間維持在低轉速恒溫，決定了做為核心的變頻控制器既需要滿足高功率短時間可靠工作，又要兼顧低功率低能耗要求。傳統的變頻控制器逆變電路如圖，通過SPWM調制，應用IGBT或應用MOSFET完成逆變轉換，將直流電源轉換成頻率、轉速可控的交流電源，來驅動變頻壓縮機的電動機。

一般變頻冰箱的峰值電功率在200W左右，穩定電功率20～40W。傳統的變頻控制器應用IGBT或應用MOSFET，受功率器件的特性影響，變頻控制器的功耗或效率并不是最優。公知，從通態損耗考慮，IGBT的通態壓降Vce(sat)相對不變(基本Vce(sat)＝1～2V)，其通態損耗是電流乘以通態壓降Vce(sat)。MOSFET是通態電阻Rdson,通態損耗是電流的平方乘以通態電阻Rdson。受制于安裝空間限制，同時在變頻冰箱應用的20～200W的電功率范圍，相對應的應用電流范圍寬。如選用IGBT，變頻控制器逆變電路工作于穩定電功率狀態時，關斷損耗大，通態損耗也是相較MOSFET大；如選用MOSFET，變頻控制器逆變電路工作于峰值電功率狀態時，雖然開關損耗小，但是通態損耗大，導致熱量大可靠性難以保證。所以傳統的應用IGBT或應用MOSFET的變頻控制器，在寬的電功率范圍內無法做到通態損耗和開關損耗的最優化。MOSFET的特性是開關損耗小、大電流時通態損耗大；IGBT的特性是小電流時通態損耗小、關斷存在拖尾現象、關斷損耗大。

公開號為CN206517307U的專利公開了一種逆變切換變頻器電路，由整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、開關模塊、電流檢測模塊組成，逆變模塊包括第一逆變模塊和第二逆變模塊，開關模塊包括第一開關模塊和第二開關模塊，通過電流檢測模塊檢測逆變模塊輸出的電流，選擇由IGBT組成的逆變模塊工作，還是選擇由MOSFET組成的逆變模塊工作，使得變頻器可以在高壓以及頻繁在高低頻率切換的電路中運行。

該專利雖然可以根據電路中電流的大小選擇由MOSFET或IGBT工作，達到減小損耗的目的，但是其需要依賴電流電測模塊來實時檢測電路中的電流，電路結構較為復雜；且該專利中IGBT關斷時存在拖尾現象，關斷損耗較大。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種MOSFET-IGBT并聯應用的變頻控制器，電路上采用MOSFET和IGBT并聯結構，充分發揮了MOSFET和IGBT的開關特性，有效降低了逆變器在全功率段的開關損耗和通態損耗。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：