正确理解IGBT模块规格书参数本文将阐述IGBT模块手册所规定的主要技术指标,包括电流参数、电压参数、开关参数、二极管参数及热学参数,使大家正确的理解IGBT模块规格书,为器件选型提供依据。本文所用参数数据以英飞凌IGBT模块FF450R17ME3为例。一、电流参数1.额定电流(ICnom)大功率IGBT模块一般是由内部并联若干IGBT芯片构成,FF450R17ME3内部是3个150A芯片并联,所以标称值为450A额定电流可以用以下公式估算:Tjmax–TC=VCEsat·ICnom·RthJCVCEsat是ICnom的函数,见规格书后图1,采用线性近似VCEsat=(ICnom+287)/310Tjmax=150℃,TC=80℃,RthJC=0.055K/W计算得:ICnom=500A2.脉冲电流(Icrm和Irbsoa)Icrm是可重复的开通脉冲电流(1ms仅是测试条件,实际值取决于散热情况)Irbsoa是IGBT可以关断的最大电流所有模块的的Icrm和Irbsoa都是2倍额定电流值3.短路电流ISC短路条件:t<10μs,Vge<15V,Rg>Rgnom(规格书中的值),Tj<125℃短路坚固性ØIGBT2为平面栅IGBT:5-8倍ICØIGBT3/IGBT4为沟槽栅IGBT:4倍IC二、电压参数1.集电极-发射极阻断电压Vces测量Vces时,G/E两极必须短路Vces为IGBT模块所能承受的最大电压,在任何时候CE间电压都不能超过这一数值,否则将造成去器件击穿损坏Vces和短路电流ISC一起构成了IGBT模块的安全工作区:RBSOA图由于模块内部寄生电感△V=di/dt*Lin在动态情况下,模块耐压和芯片耐压有所区别2.饱和压降VCEsatIFXIGBT的VCEsat随温度的升高而增大,称为VCEsat具有正温度系数,利于芯片之间实现均流VCEsat是IC的正向函数,随增大而增大ICVCEsat的变化VCEsat随IC的增大而增大VCEsat随VG的减小而增大VCEsat值可用来计算导通损耗对于SPWM控制,导通损耗是:三、开关参数1.内部门极电阻RGint为了实现模块内部芯片的均流,模块内部集成了内部门极电阻。在计算驱动器峰值电流的时候,这个电阻值应算为门极总电阻的一部分。外部门极电阻是客户设定的,它影响IGBT的开关速度。文章来源:http://www.igbt8.com/jc/156.html推荐的Rgext最小值在开关参数测试条件中给出客户可以使用不同的和RGon和RGoff最小Rgon受限于开通di/dt,RGoff最小受限于关断dv/dt。RG过小会引起震荡而损坏IGBTRGext的取值IGBT要求的RGext的最小值驱动器要求的RGext的最小值2.外部门极电容(CGE)为了控制高压IGBT的开启速度,推荐使用外部门极电容CGE有了CGE,开启过程的di/dt和dv/dt可以被分开控制,即可以用更小的RG;从而实现了低的开关损耗和较低的开通di/dt3.门极电荷(QG)QG用来计算驱动所需功率,为VGE在+/-15V时的典型值4.Cies,CresCies=CGE+CGC:输入电容(输出短路)Coss=CGC+CEC:输出电容(输入短路)Cres=CGC:反向转移电容(米勒电容)频率f,所需的驱动功率:5.开关时间(tdon,tr,tdoff,tf)开关时间很大程度上受IG(RG)、IC、VGE、Tj等参数影响,这些值可用来计算死区时间。tPHLmax:驱动输入高到低的延时tPLHmmin:驱动输入低到高的延时6.开关参数(Eon,Eoff)英飞凌按照“10%-2%”积分限计算开关损耗,而有些其他厂商按照“10%-10%”计算,后者结果比前者会小10–25%Eon,Eoff受IC,VCE,驱动能力(VGE,IG,RG),Tj和分布电感影响我们假设Eon和Eoff正比于IC,在VCE_test(900V)的20%范围内正比于VCE,则有:四、二极管参数1.阻断电压(VRRM)类似于VCESatTj25℃2.额定电流(IF)3.脉冲电流(ICRM)4.抗浪涌能力(I2t)这个值定义了二极管的抗浪涌电流的能力,用于选择输入熔断器。熔断器数值应该小于二极管的I2t值,熔断器的熔断速度应该小于10ms,否则应该选择I2t值更大的二极管。我们在125℃定义I2t值,在25℃下它会大得多,通过I2t值可判断二极管容流能力。文章来源:http://www.igbt8.com/jc/156.html5.正向压降(VF)类似于VCEsat的定义,给出了Tj=25℃和125℃时的值,用来计算二极管的导通损耗和普通的二极管不同,一些英飞凌二极管在电流大于一定数值区域显现电压正温度系数,这有利于二极管均流。6.开关参数(IRM,Qr,Erec)二极管反向恢复受IGBT的开通di/dt,IC,Tj等因素影响很大Irm和Qr仅为测试典型值,Erec用来计算二极管的开关损耗7.二极管SOA高压模块定义了二极管的安全工作区(SOA),不仅是峰值电流和电压,...