【導讀】電動汽車已經憑借方便快捷的優勢進入了千家萬戶。但是電動汽車能源問題依舊沒有解決。本文就由行家為我們指點迷津，精準選擇電動汽車DC-DC變換器緩沖器，看看電動汽車變換器應該選擇什么樣的IGBT緩沖電路更合適。
首先必須明確的一點是，電動汽車的電路設計與傳統的汽車電路設計有很大的差異。在實際的電動驅動型電路連線中，電路的輸入回路至開關管IGBT的集電極和發射極之間的導線上存在一定的雜散電感，當開關管關斷期間，電流將迅速減小至零，產生很大的di/dt，因此，在雜散電感上會產生很高的電壓，這個電壓加在IGBT的集電極和發射極上，導致集電極和發射極間的電壓u會上升到很高的電壓值。
在面對高電壓值的情況下，當雙向型的DC-DC變換器IGBT導通時，IGBT的反并聯二極管的反向恢復電流會導致通過IGB1的電流產生較大的浪涌電流。這種情況會造成IGBT開關功率損耗過大，引起整個芯片過熱，甚至導致IGBT的損壞。在輸入電流一定的情況下，開關管的開關速度越快，或者開關管的開關速度一定的情況下，輸入電流越大，電壓的這種尖蜂也越大。因此，緩沖電路對于IGBT的正常使用，起到了非常大的作用，緩沖電路口以吸收和抑制開關過程中的過電壓。
在目前所適用的變換器緩沖電路結構中，有三種是比較常見的。下圖所示為3種通用的IGBT緩沖電路。
圖為3種通用的IGBT緩沖電路
下面我們分別來看一下上圖中三個緩沖電路的利弊。首先來看圖（a）的緩沖電路系統。在該IGBT緩沖電路系統中有一個無感電容并聯在IGBT模塊的cl和E2之間。無感電容的電容值越大，對電壓尖峰的抑制效果越明顯。考慮到成本問題，無感電容的電容值也不是越大越好，電容值一般可以通過實驗來選取，應當選擇商頻特性好的無感電容。這種緩沖電路適用于小功率的應用場合，對于抑制瞬時的離電壓十分有效并且成本比較低。然而隨著功率的增加，這種緩沖電路可能會與直流母線寄生電感產生振蕩。
接下來我們來看一下IGBT緩沖電路圖（b）。圖（b）所顯示的結構可以有效避免直流母線寄生電感的問題，這種緩沖電路中的快速恢復二極管可以對瞬時的高電壓產生箝位的作用，抑制了諧振的發生。這種電路中同樣應當選擇高頻特性好的無感電阻和無感電容，二極管選擇快速恢復二極管。這種緩沖電路的Rc時間常數f應當設為開關周期的三分之一左右。隨著功率等級的進一步增大，圖（b）串緩沖電路的回路寄生電感會變大，以至于不能有效地控制瞬時電壓。這時可以采用圖（c）中的緩沖電路，該緩沖電路一方面有效地抑制振蕩，另一方面回路寄生電感小，但是缺點是成本高。
由于電動汽車在驅動和電路設計中，對DC-DC變換器功率的要求比較小，所以工程師可以采用圖a所示的緩沖電路，電容C選擇為luF的無感電容。
相關閱讀：
解析DC-DC變換器參與電動汽車能量驅動的過程
盤點：DC-DC變換器控制技術的三種方法
網友分享：全面解析全橋DC-DC變換器的原理及應用
