式中，

Vec 为二极管导通压降。

二极管动态损耗计算公式为：
 

  
式中：

Irr 为二极管反向恢复电流；trr 为二极管反向恢复时间。

    
综合上述四项，计算得到的最大损耗为

1350W。

c.数字控制电路设计和控制软件设计
逆变器的控制算法由数字控制电路完成，数字控制电路包括两大部分：电源及功率器件驱
动板和数字控制电路板。
    
数字控制电路板的核心芯片使用

TI 公司的 TMS320F240，它接收外部命令，检测外部模拟

信号，完成复杂的数字控制算法，产生

PWM 脉冲；使用 CPLD 芯片作为外围接口芯片；

使用

AMP 防水插座接收外部信号。 

    
由于

HEV 传动系统的速度和转矩变换范围非常大，系统采用的是有速度传感器的转子磁场

定向控制，参考文献对此控制有详细的叙述，并给出了完整的

DSP 算法实现。

系统可靠性设计
对于

HEV 车辆用变频器，由于安装位置在车底下，工作环境非常差，具体表现为：环境温

度差别非常大，在实际运行测试中曾经监测的温度最高达到了

50

℃，最低为－10℃；在天

气晴朗时工作环境有灰尘，在下雨天时则有雨水；变频器需要承受很强的冲击和振动。
    
为了保证车辆能安全运行，系统的可靠性设计是最重要的。
a.散热器和风机计算
在计算了功率器件的损耗之后，就可以根据损耗确定散热器和风机。为此，使用热分析软件
FLOTHERM 进行仿真计算，仿真结果要求散热器温升在 30K 以下。
    
软件计算结果：表

1 为散热器的物理结构和参数；表 2 为风机的风量和风压计算结果；表 3

为散热器上选择的五个测试点的温度值。
 
                          
根据软件仿真计算结果，散热器选择钎焊式铝散热器，风机选择

EBM 公司的 EBM6224N。

b.一体化结构设计
为了减轻重量，外壳使用铝合金材料，强度好、重量轻。在结构设计上尽量减小体积，因此
使用一体化结构设计。
驱动板直接压接在

IGBT 上；直流侧电容通过复合母排直接连接在 IGBT 上，减小电感；风

机直接安装在散热器底部；数字控制电路板安装在铝外壳上，方便拆卸。
    
使用一体化结构设计后，系统的维修时间大大缩短。数字控制板和外部信号的连接都使用
AMP 连接件，使用可靠、拆装方便；电源板和 IGBT 之间的连接使用容 易拆卸的针式连接。
所有的拆卸工作和更换工作都可以在

5 分钟内完成。由于系统组成简单，所以维修工作也非

常简单，只需要更换损坏的电路板。因此所有工作都

 可以在非常短的时间内完成。

c.宽范围工作温度设计