IGBT模塊靜態(tài)參數(shù)

IGBT模塊參數(shù)詳解一IGBT靜態(tài)參數(shù)

VCES：集電極-發(fā)射極阻斷電壓
在可使用的結(jié)溫范圍內(nèi)柵極-發(fā)射極短路狀態(tài)下，允許的斷態(tài)集電極-發(fā)射極最高電壓。手冊(cè)里VCES是規(guī)定在25°C結(jié)溫條件下，隨著結(jié)溫的降低VCES也會(huì)有所降低。降低幅度與溫度變化的關(guān)系可由下式近似描述：?.

Collector-emitter voltage of the IGBT

由于模塊內(nèi)部雜散電感，模塊主端子與輔助端子的電壓差值為?，由于內(nèi)部及外部雜散電感，VCES在IGBT關(guān)斷的時(shí)候最容易被超過(guò)。VCES在任何條件下都不允許超出，否則IGBT就有可能被擊穿。

Ptot：最大允許功耗

在Tc=25°C條件下，每個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的最大允許功率損耗，及通過(guò)結(jié)到殼的熱阻所允許的最大耗散功率。Ptot可由下面公式獲得：?。

Maximum rating for Ptot

二極管所允許的最大功耗可由相同的方法計(jì)算獲得。

IC nom：集電極直流電流

在可使用的結(jié)溫范圍內(nèi)流過(guò)集電極-發(fā)射極的最大直流電流。根據(jù)最大耗散功率的定義，可以由Ptot的公式計(jì)算最大允許集電極電流。因而為了給出一個(gè)模塊的額定電流，必須指定對(duì)應(yīng)的結(jié)和外殼的溫度，如下圖所示。請(qǐng)注意，沒(méi)有規(guī)定溫度條件下的額定電流是沒(méi)有意義的。

在上式中Ic及VCEsat 、Ic都是未知量，不過(guò)可以在一些迭代中獲得?？紤]到器件的容差，為了計(jì)算集電極額定直流電流，可以用VCEsat的最大值計(jì)算。

計(jì)算結(jié)果一般會(huì)高于手冊(cè)值，所有該參數(shù)的值均為整數(shù)。該參數(shù)僅僅代表IGBT的直流行為，可作為選擇IGBT的參考，但不能作為一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)。

ICRM：可重復(fù)的集電極峰值電流

最大允許的集電極峰值電流（Tj≤150°C），IGBT在短時(shí)間內(nèi)可以超過(guò)額定電流。手冊(cè)里定義為規(guī)定的脈沖條件下可重復(fù)集電極峰值電流，如下圖所示。理論上，如果定義了過(guò)電流持續(xù)時(shí)間，該值可由允許耗散功耗及瞬時(shí)熱阻Zth計(jì)算獲得。然而這個(gè)理論值并沒(méi)有考慮到綁定線、母排、電氣連接器的限制。因此，數(shù)據(jù)手冊(cè)的值相比較理論計(jì)算值很低，但是，它是綜合考慮功率模塊的實(shí)際限制規(guī)定的安全工作區(qū)。

RBSOA：反偏安全工作區(qū)

該參數(shù)描述了功率模塊的IGBT在關(guān)斷時(shí)的安全工作條件。如果工作期間允許的最大結(jié)溫不被超過(guò)，IGBT芯片在規(guī)定的阻斷電壓下可驅(qū)使兩倍的額定電流。由于模塊內(nèi)部雜散電感，模塊安全工作區(qū)被限定，如下圖所示。隨著交換電流的增加，允許的集電極-發(fā)射極電壓需要降額。此外，電壓的降額很大程度上依賴于系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，諸如DC-Link的雜散電感以及開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程換流速度。對(duì)于該安全工作區(qū)，假定采用理想的DC-Link電容器，換流速度為規(guī)定的柵極電阻及柵極驅(qū)動(dòng)電壓條件下獲得。

Isc：短路電流

短路電流為典型值，在應(yīng)用中，短路時(shí)間不能超過(guò)10uS。IGBT的短路特性是在最大允許運(yùn)行結(jié)溫下測(cè)得。

VCEsat：集電極-發(fā)射極飽和電壓

規(guī)定條件下，流過(guò)指定的集電極電流時(shí)集電極與發(fā)射極電壓的飽和值（IGBT在導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓降）。

VCEsat隨著集電極電流的增加而增加，隨著Vge增加而減少。Vge不推薦使用太小的值，會(huì)增加IGBT的導(dǎo)通及開(kāi)關(guān)損耗。

VCEsat可用來(lái)計(jì)算IGBT的導(dǎo)通損耗，如下式描述，切線的點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工作點(diǎn)。

對(duì)于SPWM控制方式，導(dǎo)通損耗可由下式獲得：

審核編輯：劉清