Perte Totale de l'IGBT

P = Vce × Ic × D + Esw × f

Réponse rapide

Cette calculatrice résout P_total = V_ce(sat) × I_c × D + E_sw × f_sw pour P. Avec Tension Collecteur-Émetteur 12 V, Courant de Collecteur 2 A, Rapport Cyclique 50 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 100 mJ, Fréquence de Commutation 100 kHz, le résultat est 10010.

Calculateur

Résultat
—

Formule

P_total = V_ce(sat) × I_c × D + E_sw × f_sw

Description

La perte de puissance totale d'un IGBT se compose de la perte par conduction et de la perte par commutation. Contrairement aux MOSFET, qui ont un état passant résistif (I²R), les IGBT ont une tension de saturation Vce(sat) presque constante de 1-3 V, rendant la perte par conduction proportionnelle à V × I plutôt qu'à I². La perte par commutation est caractérisée par l'énergie par événement de commutation (Eon + Eoff issus de la fiche technique), multipliée par la fréquence de commutation. Les IGBT sont préférés aux MOSFET pour les tensions supérieures à 400-600 V et les fréquences inférieures à 20-50 kHz, où leur plus faible perte par conduction compense leur plus forte perte par commutation.

Variables

  • V_ce — Tension de saturation collecteur-émetteur (V)
  • I_c — Courant de collecteur (A)
  • D — Rapport cyclique (0 à 1)
  • E_sw — Énergie de commutation totale par cycle, Eon + Eoff (J)
  • f — Fréquence de découpage (Hz)

Notes pratiques

Vce(sat) augmente avec la température (coefficient de température positif), ce qui facilite le fonctionnement en parallèle. L'énergie de commutation dépend de la tension du bus, du courant, de la résistance de grille et de la température — utilisez les courbes de la fiche technique dans vos conditions de fonctionnement. Pour une modulation sinusoïdale (commande de moteurs), la perte par conduction moyenne = Vce × Ic × (1/(2π) + D/(8)) et nécessite une intégration sur le cycle fondamental.

Symboles et unités

Symbole Signification Unité par défaut Unités acceptées
Vce Tension Collecteur-Émetteur V pV, nV, µV, mV, V, kV
Ic Courant de Collecteur A pA, nA, µA, mA, A, kA
D Rapport Cyclique — —, %
Esw Énergie de Commutation (Eon+Eoff) mJ µJ, mJ, J, kJ, Wh, kWh
f Fréquence de Commutation kHz Hz, kHz, MHz, GHz

Étape par étape

  1. 1. Données connues: Tension Collecteur-Émetteur 12 V, Courant de Collecteur 2 A, Rapport Cyclique 50 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 100 mJ, Fréquence de Commutation 100 kHz
  2. 2. La relation: P_total = V_ce(sat) × I_c × D + E_sw × f_sw
  3. 3. Substitution: Vce = 12 V, Ic = 2 A, D = 50 %, Esw = 100 mJ, f = 100 kHz
  4. 4. Résultat: P = 10010

Grandeurs associées à partir des mêmes données

  • P = V × I = 24 W

Exemples résolus

Plage minimale

Données: Tension Collecteur-Émetteur 0.33 V, Courant de Collecteur 2 mA, Rapport Cyclique 2.5 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 100 µJ, Fréquence de Commutation 100 Hz

Résultat: P = 0.01002

Plage basse

Données: Tension Collecteur-Émetteur 3.3 V, Courant de Collecteur 20 mA, Rapport Cyclique 25 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 1 mJ, Fréquence de Commutation 1 kHz

Résultat: P = 1.017

Typique

Données: Tension Collecteur-Émetteur 12 V, Courant de Collecteur 2 A, Rapport Cyclique 50 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 100 mJ, Fréquence de Commutation 100 kHz

Résultat: P = 10010

Plage haute

Données: Tension Collecteur-Émetteur 0.23 kV, Courant de Collecteur 100 A, Rapport Cyclique 0.8, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 1 J, Fréquence de Commutation 0.5 MHz

Résultat: P = 518400

Plage maximale

Données: Tension Collecteur-Émetteur 2.3 kV, Courant de Collecteur 1 kA, Rapport Cyclique 8, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 10 J, Fréquence de Commutation 5 MHz

Résultat: P = 6.84 × 10⁷

Variation de P selon Tension Collecteur-Émetteur

Tension Collecteur-Émetteur (entrée) P (résultat)
1.2 V 10000
3 V 10000
6 V 10010
9 V 10010
12 V 10010
18 V 10020
24 V 10020
48 V 10050
84 V 10080
120 V 10120

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Questions fréquentes

Comment calculer Perte Totale de l'IGBT ?

Utilisez P_total = V_ce(sat) × I_c × D + E_sw × f_sw. Avec Tension Collecteur-Émetteur 12 V, Courant de Collecteur 2 A, Rapport Cyclique 50 %, Énergie de Commutation (Eon+Eoff) 100 mJ, Fréquence de Commutation 100 kHz, P vaut 10010.

Quelle est la formule de Perte Totale de l'IGBT ?

La formule est P_total = V_ce(sat) × I_c × D + E_sw × f_sw. La perte de puissance totale d'un IGBT se compose de la perte par conduction et de la perte par commutation.

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