在电驱系统中，IGBT作为主功率器件，得到了广泛的运用。大量的硬件设计事情是环绕IGBT展开的，个中的一项关键事情的是对IGBT的损耗进行打算，该损耗一方面联系着掌握器效率，其余一方面又对IGBT晶元的温度产生重大的影响。本文先容了这一种大略的IGBT损耗打算方法，紧张运用于求取不同工况条件下的掌握器损耗。
基本观点及总体思想
我们知道电机掌握器输出的电流为正弦电流，该电流是通过SPWM/SVPWM调制的办法调制电压得到的，根据等效相应的事理，得到正弦电流，从而驱动电机。关于如何调制，请参考之前的文章，这里不再赘述。
逆变器主功率部分可以简化为下图1示意，个中电机为感性负载，在状态切换过程中，定子内部电流大小和方向不能发生突变。
通过不同的开关组合可以将导通状态划分为6个扇区，如图2。通过插入状态V0（上管关闭，下管导通）或者状态V7（下管关闭，上管导通），调节V1~V6的占空比，从而调节调制波电压的幅值、相位和频率。由于高下桥臂不能同时导通，可以证明，六边形的内接圆是正弦波的最大调制电压。由于高下桥臂不能同时导通，因此可以证明，六边形的边界是调制波的边界，此时调制波靠近方波。
关于调制度的问题电机真个定义和掌握器真个定义存在一定的差异，我们约定：
直流电压：Udc
线电压基波峰值：Uac_line_peak
相电压基波峰值：Uac_phase_peak
最大SVPWM调制电压：Usvpwm_peak=Udc/sqrt(3)
电机端定义电压利用率=Uac_line_peak/Udc
掌握器端定义电压调制比=Uac_phase_peak/Usvpwm_peak
利用以上定义，可以看出在正弦调制条件下（调制电压不大于Usvpwm_peak），掌握器端电压调制比=电机端电压利用率。
1、开关状态转换过程
以上管IGBT和下管Diode为研究工具，高下桥臂交替互补导通，中间转换状态插入“去世区”。个中，阶段a，e为下管Diode导通；阶段c为上管IGBT导通；阶段b，d为插入的“去世区”。
a阶段下管Diode正引导通，该阶段下管Diode损耗为Vfic；
a→b阶段，电流保持不变，下管Diode持续续流
b阶段，电流保持不变，下管Diode持续续流
b→c阶段，由于下管被嵌位到0V，上管IGBT Vds=Vdc，ic=iL，开通损耗Eon；下管Diode反向规复Eoff_rr
c阶段，上管IGBT导通，导通功耗为Vceic，下管截止
c→d阶段，该过程为上管IGBT关断，关断损耗Eoff；下管Diode开启，开启损耗可以忽略
d阶段，电流保持不变，下管Diode持续续流
d→e阶段，电流保持不变，下管Diode持续续流
e阶段，即是a阶段
2、导通损耗打算
IGBT导通损耗按照如下积分公式进行打算，正弦电流上半周为上管IGBT续流，下管Diode续流；下半周电流为上管Diode续流，下管IGBT续流，因此积分范围为0~2π，上管 duty记为 τ(t)，下管duty 记为1-τ(t)。
IGBT导通损耗打算如下：
Diode导通损耗打算如下：
不同的调制办法会对，占空比会存在不同的表现形式，如下
IGBT的导通压降可以简化为以下的线性关系，同理DIODE的导通压降也可以简化为相似的线性关系。因此，IGBT导通压降Vce和DIODE导通压降Vf可以表示为：
有以上通过积分运算可以得不同调制模式情形下，IGBT和DIODE的导通损耗打算公式如下：
3、开关损耗打算
IGBT的开关损耗，（Eon+Eoff）简化为和IcpVdc线性干系的；Diode忽略开通损耗，只考虑二极管关断（反向规复）损耗，Ediode_off同样简化为和IcpVdc线性干系的。在正弦波0~π对损耗进行积分，得到均匀损耗，得到如下公式：
小结：本文重点推导了一种大略的IGBT损耗打算方法，将电机掌握参数耦合进来，得到不同工况下IGBT的损耗，从而打算出掌握器不同工况下的效率。IGBT损耗紧张集中在开关损耗，该损耗和掌握办法影响不大，导通损耗和调制的办法存在较大的影响。在低压大电流的系统中，该方法具有很强的运用代价。
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