逆变器中MOS管和IGBT的选型对EMC有什么影响

以下文章来源于电磁兼容定制方案网 ，作者曾大侠

逆变器中使用的MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）或IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）的选型对电磁兼容性（EMC）有显著影响。这些器件是逆变器的关键开关元件，其开关速度、封装方式、散热特性和驱动电路设计等因素都会影响EMC性能。

逆变器中 MOS 管或 IGBT 的选型对 EMC（电磁兼容性）有重要影响，主要体现在以下几个方面：

MOS 管：

（1）开关速度：较快的开关速度可能导致更高的 dv/dt（电压变化率）和 di/dt（电流变化率），从而产生较强的电磁干扰。

（2）寄生电容和电感：较大的寄生参数可能在开关过程中引起额外的噪声和干扰。

IGBT：

（1）开通和关断特性：不同的 IGBT 型号在开通和关断时的特性有所差异，这会影响到电磁辐射和传导的水平。

（2）通常开关速度较慢：但在高功率应用中效率较高。较慢的开关速度通常会减少EMI，但也会增加开关损耗。

（3）饱和压降：较低的饱和压降有助于提高效率，但可能对 EMC 产生一定影响。

例如，如果选择了开关速度非常快的 MOS 管或 IGBT，在开关瞬间可能会产生高频的尖峰电压和电流，这些尖峰可能通过线路辐射出去，影响周边电子设备的正常工作，或者在电源线上产生传导干扰。而如果选择的器件具有较好的开关特性控制和较低的寄生参数，就可能减少这种电磁干扰的产生。

为了优化 EMC 性能，在选型时需要综合考虑以下因素：

器件的开关特性参数，包括开通和关断时间、dv/dt 和 di/dt 等。高dv/dt（电压变化率）和di/dt（电流变化率）会产生更强的电磁干扰。选型时需要权衡开关速度和EMC之间的关系，选择合适的开关速度和器件，以确保EMC性能。寄生电容和电感的大小。器件的封装类型和布局对EMC也有影响。尽量选择具有良好散热性能和低寄生电感的封装，有助于减小EMI。例如，采用表面贴装技术（SMT）的器件通常比引脚插装器件（DIP）具有更低的寄生电感，从而有助于降低EMI。与其他电路元件的匹配性，以确保整体性能的协调。

1. 开关速度

（1）MOSFET：通常具有较快的开关速度，这可以减少导通损耗，提高效率。然而，快速的开关速度会产生较高的dv/dt和di/dt，这会导致较强的电磁干扰（EMI）。

（2）IGBT：通常开关速度较慢，但在高功率应用中效率较高。较慢的开关速度通常会减少EMI，但也会增加开关损耗。

2. dv/dt 和 di/dt

高dv/dt（电压变化率）和di/dt（电流变化率）会产生更强的电磁干扰。选型时需要权衡开关速度和EMC之间的关系，选择合适的开关速度和器件，以确保EMC性能。

3. 封装和布局

（1）器件的封装类型和布局对EMC也有影响。尽量选择具有良好散热性能和低寄生电感的封装，有助于减小EMI。

（2）例如，采用表面贴装技术（SMT）的器件通常比引脚插装器件（DIP）具有更低的寄生电感，从而有助于降低EMI。

4. 驱动电路设计

（1）驱动电路设计对开关元件的性能影响很大。合理设计驱动电路，控制开关速度，使用合适的驱动电压，可以优化EMC性能。

（2）例如，通过增加驱动电路中的阻尼电阻，可以减缓开关速度，降低dv/dt，从而减少EMI。

5. 滤波和屏蔽

使用适当的滤波和屏蔽措施可以显著改善EMC性能。包括在开关元件附近增加滤波电容、设计合理的电路板布局、以及在关键路径上增加EMI滤波器。

6. 选型注意事项

（1）在选型时，需要查看器件的数据手册，了解其开关特性、dv/dt和di/dt参数、以及EMI特性。

（2）进行emc测试，确保选定的器件在实际应用中能够满足EMC要求。

综上所述，逆变器中MOSFET或IGBT的选型对EMC有重要影响。选型时需要综合考虑开关速度、封装、驱动电路设计、滤波和屏蔽措施等因素，以优化逆变器的EMC性能。