IGBT模塊選型指導

其他|other else|

2022-03-18 02:36:27 8

國產(chǎn)IGBT模塊選型需要注意以下幾點：

IGBT模塊的損耗

IGBT模塊的損耗源于內(nèi)部IGBT和二極管（續(xù)流FWD、整流）芯片的損耗，主要是IGBT和FWD產(chǎn)生的損耗。

IGBT不是一個理想開關(guān)，體現(xiàn)在：

（1） IGBT在導通時有飽和電壓– Vcesat

（2） IGBT在開關(guān)時有開關(guān)能耗–Eon和Eoff 這是IGBT產(chǎn)生損耗的根源。Vcesat造成導通損耗，Eon和Eoff造成開關(guān)損耗。導通損耗 + 開關(guān)損耗 = IGBT總損耗。

FWD也存在兩方面的損耗，因為：

（1）在正向?qū)ǎ蠢m(xù)流）時有正向?qū)妷海篤f

（2）在反向恢復的過程中有反向恢復能耗：Erec。Vf造成導通損耗，Erec造成開關(guān)損耗。導通損耗 + 開關(guān)損耗 = FWD總損耗。

Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec體現(xiàn)了IGBT/FWD芯片的技術(shù)特征。因此IGBT/FWD芯片技術(shù)不同，Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec也不同。

IGBT模塊的損耗-IGBT導通損耗

f86ac30bcd16beaa323a17a8ede44357

Vcesat和Ic的關(guān)系可以用左圖的近似線性法來

表示：Vcesat = Vt0 + Rce×Ic

IGBT的導通損耗：

Pcond = d * Vcesat ×Ic，其中d 為IGBT的導通占空比

IGBT飽和電壓的大小，與通過的電流（Ic），

芯片的結(jié)溫（Tj）和門極電壓（Vge）有關(guān)。

IGBT模塊的損耗-IGBT開關(guān)損耗

f6c347c6509c7a83091f79b0471f2850

IGBT之所以存在開關(guān)能耗，是因為在開通和關(guān)斷的瞬間，電流和電壓有重疊期。

在Vce與測試條件接近的情況，Eon和Eoff可近似地看作與Ic和Vce成正比：

Eon = EON × Ic/IC,NOM × Vce/測試條件

Eoff = EOFF× Ic/IC,NOM× Vce/測試條件

IGBT的開關(guān)損耗：Psw = fsw ×(Eon + Eoff) ，fsw為開關(guān)頻率。

IGBT開關(guān)能耗的大小與開關(guān)時的電流（Ic）、電壓（Vce）和芯片的結(jié)溫（Tj）有關(guān)。

Eon 定義：10% Ic 到 2%Vce n

Eoff 定義：10% Vce 到 2%Ic

IGBT模塊的損耗-FWD導通損耗

970ea7fc9dd9ad830714208d208fff42

Vf和If的關(guān)系可以用左圖的近似線性法來表示：

Vf = U0 + Rd ×If

FWD的導通損耗：Pf = d * Vf ×If，其中d 為FWD的導通占空比。

模塊規(guī)格書里給出了FWD的正向?qū)妷旱奶卣髦担篤F，及測試條件。

FWD正向?qū)妷旱拇笮。c通過的電流（If）和芯片的結(jié)溫（Tj）有關(guān)。

IGBT模塊的損耗-FWD開關(guān)損耗

e9722b42c318432cb7e41181903290c5

反向恢復是FWD的固有特性，發(fā)生在由正向?qū)ㄞD(zhuǎn)為反向阻斷的瞬間，表現(xiàn)為通過反向電流后再恢復為反向阻斷狀態(tài)。

在Vr與測試條件接近的情況，Erec可近似地看作與If和Vr成正比：

Erec = EREC ×If/IF,NOM × Vr/測試條件

FWD的開關(guān)損耗：Prec = fsw×Erec，fsw為開關(guān)頻率。

FWD反向恢復能耗的大小與正向?qū)〞r的電流（If）、電流變化率dif/dt、反向電壓（Vr）和芯片的結(jié)溫（Tj）有關(guān)。

IGBT模塊的損耗-小結(jié)

IGBT

導通損耗：

（1）與IGBT芯片技術(shù)有關(guān)

（2）與運行條件有關(guān)：與電流成正比，與IGBT占空比成正比，隨Tj升高而增加。

（3）與驅(qū)動條件有關(guān)：隨Vge的增加而減小

開關(guān)損耗

（1）與IGBT芯片技術(shù)有關(guān)

（2）與工作條件有關(guān)：與開關(guān)頻率、電流、電壓成正比，隨Tj升高而增加。

（3）與驅(qū)動條件有關(guān)：隨Rg的增大而增大，隨門極關(guān)斷電壓的增加而減小。

FWD

導通損耗：

（1）與FWD芯片技術(shù)有關(guān)

（2）與工作條件有關(guān)：與電流成正比，與FWD占空比成正比。

開關(guān)損耗

（1）與FWD芯片技術(shù)有關(guān)

（2）與工作條件有關(guān)：與開關(guān)頻率、電流、電壓成正比，隨Tj升高而增加。

IGBT模塊的溫度

06b2eac9c15ace757941c59ea0e63357 246d2d79bc2234090b1f07ee0aab58a7

Rthch值的換算：Rthch per arm = Rthch per module × n

Rthch per arm = Rthch_IGBT // Rthch_FWD

Rthha值的換算：Rthha per arm = Rthha×n

其中arm是一個橋臂單元（IGBT+FWD），n是模塊內(nèi)的橋臂單元數(shù)。

48c29d6010b0d370cc5f220a7e390b86

對于含整流橋的PIM，Rthch的換算可以按Rthjc之間的比例來算

907bb6f435d68bb8832da87c35d84004 528097fd6c22d789385f1d91cf9e4580

IGBT模塊的溫度-小結(jié)

IGBT模塊各個部分的溫差T取決于

（1）損耗（芯片技術(shù)、運行條件、驅(qū)動條件）；

（2）熱阻（模塊規(guī)格、尺寸）

模塊芯片的結(jié)溫是各部分的溫差和環(huán)境溫度之和：Tj = ΔTjc +ΔTch +ΔTha + Ta

如果假設(shè)殼溫Tc恒定，則Tj = ΔTjc + Tc；

如果假設(shè)散熱器溫度Th恒定，則Tj =ΔTjh + Th。

IGBT的平均結(jié)溫取決于平均損耗、Rthjc和殼溫Tc。

在實際運行時，IGBT的結(jié)溫是波動的，其波動幅度取決于瞬態(tài)損耗和Zthjc，而Zthjc又和運行條件（如變頻器輸出頻率）有關(guān)。

IGBT的峰值結(jié)溫為平均結(jié)溫+波動幅值。

結(jié)論：

IGBT的結(jié)溫（平均/峰值）和芯片技術(shù)、運行條件、驅(qū)動條件、IGBT規(guī)格、模塊尺寸、散熱器大小和環(huán)境溫度有關(guān)。

IGBT模塊的安全運行

安全運行的基本條件：

溫度：IGBT結(jié)溫峰值 Tj_peak≤ 125C°（150C°*）

模塊規(guī)格書給出了兩個IGBT最高允許結(jié)溫：

Tjmax = 150C°（150C°*）- 指無開關(guān)運行的恒導通狀態(tài)下；

Tvj(max) = 125°（150C°*）- 指在正常的開關(guān)運行狀態(tài)下。

Tvj(max)規(guī)定了IGBT關(guān)斷電流、短路、功率交變（PC）所允許的最高結(jié)溫。

* 600V IGBT3；1200V和1700V IGBT4；3300V IGBT3 n

短路時間：Vcc=2500V, Vge<=15V, Tvj=150°, Tp<=10us

其它：Vce ≤ VCES（即IGBT的電壓規(guī)格）

Vge ≤VGES（±20V） Ic由RBSOA規(guī)定了在連續(xù)開關(guān)工作條件下，不超過2×IC,NOM。最小開通時間，等等。

薩科微半導體SLKOR

深圳市薩科微slkor半導體有限公司是從事集成電路設(shè)計生產(chǎn)銷售的高科技企業(yè)。薩科微的“SLKOR” 品牌和技術(shù)來源于韓國，經(jīng)過總經(jīng)理宋仕強先生和薩科微團隊幾年不懈的努力，已經(jīng)實現(xiàn)了元器件產(chǎn)品核心IP設(shè)計、晶圓流片、封裝測試、銷售服務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化，成為地地道道的“中國芯”，為突破歐美對我國芯片“卡脖子”的狀況而奮斗。薩科微半導體主產(chǎn)品為MOS場效應(yīng)管、霍爾hall元件、IGBT單管、SiC碳化硅器件、高速光耦、ESD靜電保護二極管、TVS瞬態(tài)抑制二極管、肖特基二極管、COOLMOS、電源管理IC等。2010年開始，薩科微研發(fā)生產(chǎn)第三代半導體碳化硅SiC元器件，應(yīng)用行業(yè)有新能源汽車、新能源發(fā)電、大功率開關(guān)電源和UPS不間斷電源等，在軍事工業(yè)和航天航空領(lǐng)域也有一些應(yīng)用。“SLKOR”品牌的普通功率器件MOS管等產(chǎn)品大量應(yīng)用于鋰電池保護板、掃地機器人、TWS藍牙耳機、電子煙、戶外照明、PCBA板廠等行業(yè)。

公司電話：+86-0755-83044319
傳真/FAX：+86-0755-83975897
郵箱：1615456225@qq.com
QQ：3518641314 李經(jīng)理

QQ：332496225 丘經(jīng)理

地址：深圳市龍華新區(qū)民治大道1079號展滔科技大廈C座809室

上一篇：: 中美第三代半導體材料專利對比分析

下一篇：: 11個常見的PLL芯片接口問題解答

色拍自拍亚洲综合图区-色婷婷av一区二区三区之e本道-中文国产成人精品久久app-亚洲乱码国产乱码精华-马与人黄色毛片一部免费视频-欧美黄网在线观看-午夜尤物-婷婷久久精品-成人免费看片98-夜精品a片一区二区三区无码白浆

IGBT模塊選型指導

客服QQ
2635709730

色拍自拍亚洲综合图区-色婷婷av一区二区三区之e本道-中文国产成人精品久久app-亚洲乱码国产乱码精华-马与人黄色毛片一部免费视频-欧美黄网在线观看-午夜尤物-婷婷久久精品-成人免费看片98-夜精品a片一区二区三区无码白浆

IGBT模塊選型指導

客服QQ2635709730

客服QQ
2635709730