IGBT模塊參數(shù)詳解

1、Collector-emitter voltage of the IGBTCollector-emitter voltage of the IGBTIGBT模塊參數(shù)詳解-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)溫圍柵極-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25C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BVCES 0.1,化的關(guān)系可由下式近似描述：.模塊及芯片級(jí)的VCES對(duì)應(yīng)安全工作區(qū)由下圖所示：文章來(lái)源：.igbt8./jc/19.htmlKooakter-EJnrtter-謝mungedlscteXTn刷 e

2、r 皿鄧由于模塊部雜散電感，模塊主端子與輔助端子的電壓差值為力，由于部及外部雜散電感，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=25C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 +，、 PtotfTc) = (Tvj - Tc)/Rthjc大耗散功率。Ptot可由下面公式獲得：,-。卜lipQl&jng除山即中，施誦網(wǎng)ibiMaximum 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)溫圍流過(guò)集電極-發(fā)

3、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。Kdlflligr-Oii陶回日忙力曲的1DC-coIIbcKm lurrwflrG-aovTrj = iMFc Tu=25t Q = 1即 C450605Specified as data code: FF450R17ME3/CTvj-Tcb/C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

4、的最大值計(jì)算。Tc= Tjmax (Vcesat, niaxT j max * Icnom * Rthjc)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(Tj150C)，IGBT在短時(shí)間可以超過(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，

5、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)。一 e nr _- r -在陽(yáng)isdrer MlektarSpte就Him卜i餐i以 自附犧睨出feWtuim,嗝剛 |1cis defined as repetitive turn on pulse currentIrbsoa is defined as maximum turn off currentRBSOA :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)，81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

6、增加，允許的集電極-發(fā)射極電壓需要降額。此夕卜，電壓的降額很大程度上依賴(lài)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。強(qiáng)卜斯。Rock*母竹人rt。*(曲reuer&c bias -operating area iG&T-inw. (RB3OA)Vee - 15 V, 2 CL 降額。此夕卜，電壓的降額很大程度上依賴(lài)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

7、柵極驅(qū)動(dòng)電壓條件下獲得。強(qiáng)卜斯。Rock*母竹人rt。*(曲reuer&c bias -operating area iG&T-inw. (RB3OA)Vee - 15 V, 2 CL TJ , 150*CReverse bias safe operating areaIsc :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。SC觸Vcemi = Yces Lce 心底t= W fO 四，二 125tDue toffr3/iridudsn inside module560Mi Short before Switch Onj , Shp

8、rt after Switch Orttk W,川DCLink皿幅g-re Mbdui-lc. Short drcjit eondttidn:、,I.-I.-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）。手冊(cè)的VCEsat值是在額定電流條件下獲得，給出了 Tj在25oC及1250c的值。Infineon的 IGBT都具有正溫度效應(yīng)，適宜于并聯(lián)。手冊(cè)的丫（52土值完全為芯片級(jí)，不包含導(dǎo)線電阻。Koltektor-EnulBf Sagwifl用印anrangIc = 45QAuVm = 15 VTn=Z5*CV2

9、.002J5Vooteclor6m4居or 5amDon TOltage匕= 450 4 VHr二出期T.j= I25+C，匚E h2.40VVCEsat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)。七回二片0 +&E據(jù)。a _ 嚷 _ %。一以。 仃一對(duì)于SPWM控制方式，導(dǎo)通損耗可由下式獲得：心加=，心奉里+%*號(hào)）+搦*0/四13十六,電244834ni: module tj-on 后匚Ip; output pcsk current;匚g 幣;p

10、owr fa ctorIGBT模塊參數(shù)詳解二-IGBT動(dòng)態(tài)參數(shù)、81模塊動(dòng)態(tài)參數(shù)是評(píng)估IGBT模塊開(kāi)關(guān)性能如開(kāi)關(guān)頻率、開(kāi)關(guān)損耗、死區(qū)時(shí)間、驅(qū)動(dòng)功率 等的重要依據(jù)，本文重點(diǎn)討論以下動(dòng)態(tài)參數(shù)：模塊部柵極電阻、外部柵極電阻、外部柵極電 容、IGBT寄生電容參數(shù)、柵極充電電荷、IGBT開(kāi)關(guān)時(shí)間參數(shù)，結(jié)合IGBT模塊靜態(tài)參數(shù)可全 面評(píng)估IGBT芯片的性能。RGint :模塊部柵極電阻：為了實(shí)現(xiàn)模塊部芯片均流，模塊部集成有柵極電阻。該電阻值應(yīng)該被當(dāng)成總的柵極電阻的一 部分來(lái)計(jì)算IGBT驅(qū)動(dòng)器的峰值電流能力。internal gate resistor of the IGBTRGext :外部柵極電阻：外部

11、柵極電阻由用戶設(shè)置，電阻值會(huì)影響IGBT的開(kāi)關(guān)性能。1c = 450 Vce = 900 V= 25= +15V= 125Rgdu 3,3 Cl上圖中開(kāi)關(guān)測(cè)試條件中的柵極電阻為Rgext的最小推薦值。用戶可通過(guò)加裝一個(gè)退耦合二極管設(shè)置不同的Rgon和Rgoff。IllJ1 This 治 just anTTire are 白 lotof drajit to realize it15V % + 夫生立 * 15Vl-.LM3Sk3pa2r31 transfer caacita neot = MHz 7.j = 25-C1Vtj = 25YlV=OV1IGBT寄生電容是其芯片的部結(jié)構(gòu)固有的特性，芯片

12、結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)單的原理圖如下圖所示。輸入di/dtdv/dtdi/dtdv/dtdi/dtdv/dtdi/dtdv/dt電容Cies及反饋電容Cres是衡量柵極驅(qū)動(dòng)電路的根本要素，輸出電容Coss限制開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程的dv/dt，Coss造成的損耗一般可以被忽略。過(guò)程的dv/dt，Coss造成的損耗一般可以被忽略。CltParasitic capacitances f 4門(mén) IIGBT? internal structure a), 5chenn鑿tic bj其中：Cies =Coss =Cies =Coss =Cres =cge + %：輸入電容（輸出短路） cgc + cec：輸出電容（輸入短路）C

13、,:反饋電容（米勒電容）GC動(dòng)態(tài)電容隨著集電極與發(fā)射極電壓的增加而減小，如下圖所示。手冊(cè)里面的寄生電容值是在25V柵極電壓測(cè)得，CGE的值隨著VCE的變化近似為常量。CCG 的值強(qiáng)烈依賴(lài)于VCE的值，并可由下式估算出：聯(lián)手一式25的-Cres（25V）C_J25V) - V25VI C-dirf* IGBT所需柵極驅(qū)動(dòng)功率可由下式獲得：P 二 P 二 OgZcEfP=C-；或者Qg :柵極充電電荷：2.15VM-iSV1=.+15V2.15柵極充電電荷可被用來(lái)優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路必須傳遞的平均輸出功率可通過(guò)柵極電荷、驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)頻率獲得，如下式：Cdr =。匚,（也瓦W - fsi

14、v其中的Q為設(shè)計(jì)中實(shí)際有效的柵極電荷，依賴(lài)于驅(qū)動(dòng)器輸出電壓擺幅，可通過(guò)柵極 GIGBT開(kāi)關(guān)時(shí)間參數(shù)電荷曲線進(jìn)行較精確的近似。Typical gate charge curve of an 1200V IG8T通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)的柵極驅(qū)動(dòng)輸出電壓的柵極電荷，實(shí)際應(yīng)該考慮的QG可以從上圖中獲取。工 業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)中，典型的關(guān)斷柵極電壓常被設(shè)置為0V或者-8丫，可由下式近似計(jì)算：Qg=0.62*Qgfor 0V/15VQg= 0.8 *Qgfor -3V/15V例如，IGBT的柵極電荷參數(shù)如上表，實(shí)際驅(qū)動(dòng)電壓為+15/-8V，則所需的驅(qū)動(dòng)功率為：PGdr = 2.15pC 0.8 - (15V + 8V) -

15、 10kHz = OAWIGBT開(kāi)關(guān)時(shí)間參數(shù)：開(kāi)通延遲時(shí)間td(on):開(kāi)通時(shí)，從柵極電壓的10%開(kāi)始到集電極電流上升至最終的10%為止， 這一段時(shí)間被定義為開(kāi)通延遲時(shí)間。開(kāi)通上升時(shí)間tr：開(kāi)通時(shí)，從集電極電流上升至最終值的10%開(kāi)始到集電極電流上升至最終 值的90%為止，這一段時(shí)間被定義為開(kāi)通上升時(shí)間。關(guān)斷延遲時(shí)間td(off):關(guān)斷時(shí)，從柵極電壓下降至其開(kāi)通值的90%開(kāi)始到集電極電流下降到開(kāi)通值的90%為止，這一段時(shí)間被定義為關(guān)斷延遲時(shí)間。關(guān)斷下降時(shí)間tf：關(guān)斷時(shí)，集電極電流由開(kāi)通值的90%下降到10%之間的時(shí)間。開(kāi)關(guān)時(shí)間的定義由下圖所示：因?yàn)殡妷旱纳仙陆禃r(shí)間及拖尾電流沒(méi)有制定，上述開(kāi)關(guān)

16、時(shí)間參數(shù)無(wú)法給出足夠的信息用來(lái) 獲取開(kāi)關(guān)損耗。因而，單個(gè)脈沖的能量損耗被單獨(dú)給出，單個(gè)脈沖開(kāi)關(guān)損耗可由下列積分公 式獲得：?jiǎn)蝹€(gè)脈沖的開(kāi)關(guān)時(shí)間及能量參數(shù)強(qiáng)烈地依賴(lài)于一系列具體應(yīng)用條件，如柵極驅(qū)動(dòng)電路、電路 布局、柵極電阻、母線電壓電流及結(jié)溫。因而，手冊(cè)里的值只能作為IGBT開(kāi)關(guān)性能的參考， 需要通過(guò)詳細(xì)的仿真和實(shí)驗(yàn)獲得較為精確的值。針對(duì)半橋拓?fù)潆娐?，可根?jù)手冊(cè)里的開(kāi)關(guān)時(shí)間參數(shù)，設(shè)置互補(bǔ)的兩個(gè)器件在開(kāi)通及關(guān)斷時(shí)的死區(qū)時(shí)間。DT DT =（.夠】闌K+ f max)，而Mniin)+也 max%5.二 output high to low delav匕Tes： driver output low t

17、o high delay10%VCE to 2%IC10%Ic10%VCE to 2%IC10%Icto ifcVcELr-leK ESI I hmlM1Eu * l|ffio|, & I 死 I -M.f v；.E r知1ultvea呢r JFxd i.ind- LdHj fum-on ;颯 W4。血th* ItadiL = J50 A, Yce = 9CJV = 土4 VR -. 土器 VFl國(guó)k茶3升TT| = 25hCKj AEsreaoi 也便U產(chǎn)Assdwilt/erzage-rj 呻皿 il Wind L 占3j turn/灌蜘 tm“irK jgmp iMdik=d50 A.v

18、swY配=土照丫 RCims33 0Tj = 25ECTyj 125kG& 111D.fil i.(得 psFallz tfiMu也崎 L”1 i fentunw (Induce vo iwdi1 ； - -150 A, Vet - 1 WVqe = L5 v Rm 330Ttj -2SlCT,| =15-CIrD.U 6就JS陽(yáng)ElriHhalti e門(mén)usgi/g e pro Puls liinvan en 的勖 10騁 per pjEblc = A. /GE = SOD VMM。VfiF =s15 V.U-BO rfML產(chǎn) 1 曲化RuW。E*W,5-uamJH1JAhsckBitier

19、iLsSe lergie 那。Pu s lum-ofl1 ener less 函 pulsek 450 4 Mm - 90D V11 Z于GVaE = il 5 V-L&s 30 n：nK. = 125RCRijjgf 3,3 0Eur洸口 uomJ器 ahM4UJE Wrtifaei KMir ifcJVa- 也才口.何s * * : MWSwEtching losses per ptihe as a function of the collector current nd the gH白 resistanceIGBT模塊參數(shù)詳解三-短路及寄生導(dǎo)通IGBT短路性能：IGBT模塊短路特性強(qiáng)烈地

20、依賴(lài)于具體應(yīng)用條件，如溫度、雜散電感、1681驅(qū)動(dòng)電路及短路 回路阻抗。IGBT短路特性可用下面測(cè)試電路描述。一個(gè)IGBT短接集電極及發(fā)射極，另一個(gè) IGBT施加單個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖。對(duì)應(yīng)的電壓電流典型波形如右圖所示，導(dǎo)通IGBT的電流以一定的 斜率迅速上升，速度取決于DC-Link電壓及回路雜散電感。IGBT進(jìn)入退飽和狀態(tài)，短路電 流被限制在額定電流的若干倍（取決于IGBT的結(jié)構(gòu)特性），集電極-發(fā)射極電壓保持在高位， 芯片的溫度由于短路大電流造成的功耗而上升，溫度上升短路電流會(huì)略微下降。在一個(gè)規(guī)定 的短路維持時(shí)間tsc，IGBT必須被關(guān)斷以避免損壞。文章來(lái)源：.igbt8./jc/24.htmlty

21、pical voltageycurrent waveforhis during short circuit t電(b)KuMlss閭聞en如 口5乂收=1000丫SCdstaM也門(mén)口酬工產(chǎn)1富聯(lián) SO。lKi Short befor-e Switch On（曲 Short after Switch On手冊(cè)規(guī)定短路電流值是典型值，在應(yīng)用中短路時(shí)間不應(yīng)該超過(guò)10us.IGBT寄生導(dǎo)通現(xiàn)象：IGBT半橋電路運(yùn)作時(shí)的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是因米勒電容引起的寄生導(dǎo)通問(wèn)題，如下圖所示。S2 處于關(guān)斷狀態(tài)，S1開(kāi)通時(shí)，S2兩端會(huì)產(chǎn)生電壓變化5丫/配），將會(huì)形成因自身寄生米勒電 容CCG所引發(fā)的電流，這個(gè)電流流過(guò)柵極

22、電阻RG與驅(qū)動(dòng)部電阻，造成IGBT柵極到射極上的壓降，如果這個(gè)電壓超過(guò)IGBT的柵極臨界電壓哪么就可能造成52的寄生導(dǎo)通，形成短路， 引起電流擊穿問(wèn)題，進(jìn)而可能導(dǎo)致IGBT損壞。用用寄生導(dǎo)通的根本原因是集電極和柵極之間固有的米勒電容造成的 如果集電極與發(fā)射極之間 存在高電壓瞬變，由于驅(qū)動(dòng)回路寄生電感 米勒電容分壓器反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于外圍驅(qū)動(dòng)電路。 因此即使IGBT關(guān)斷在0V柵極電壓，dvce/dt將會(huì)造成柵極電壓的上升，柵極電路的影響將 被忽略。柵極發(fā)射極電壓可由下式計(jì)算：CG(7 L出由上式可知，Cres/Cies的比例應(yīng)該越小越好。為了避免柵極驅(qū)動(dòng)的損耗，輸入電容的值也 應(yīng)該越小越好。因?yàn)槊?/p>

23、勒電容隨著VCE的增大而減小，所以，隨著集電極-發(fā)射極電壓的增大，抑制dv/dt 寄生導(dǎo)通的魯棒性能也增加。IGBT模塊參數(shù)詳解四-熱阻特性IGBT模塊的耗散功率以及額定電流的值拋開(kāi)IGBT模塊溫度及熱阻的規(guī)定是沒(méi)有意義的，因 此，為了比較不同的功率器件性能，有必要分析他們的熱特性。IGBT模塊功率損耗產(chǎn)生的 熱量會(huì)使器件部的結(jié)溫升高，進(jìn)而降低器件及IGBT變流器性能并縮短壽命。讓從芯片結(jié)點(diǎn) 產(chǎn)生的熱量消散出去以降低結(jié)溫是非常重要的，瞬態(tài)熱阻抗2性止仕）描述了器件的熱量消 散能力。熱阻Rth的定義為硅片消耗功率并達(dá)到熱平衡時(shí)，消耗單位功率導(dǎo)致結(jié)溫相對(duì)于外 部指定點(diǎn)的溫度上升的值，是衡量IGBT

24、散熱能力的關(guān)鍵因素。RJC（結(jié)到殼熱阻）：是指每個(gè)開(kāi)關(guān)管結(jié)合部（硅片）同外殼（模塊底板）之間的熱阻。該值大小 完全取決于封裝設(shè)計(jì)及部框架材料。R,通常在Tc=25條件下測(cè)得，可由下式計(jì)算： aJCT T%匚=不 l/W|Tc=25是采用無(wú)窮大散熱器的條件，及外殼的溫度與環(huán)境溫度一樣，該散熱器可以達(dá)到Tc=Ta。IGBT模塊產(chǎn)品手冊(cè)分別規(guī)定了 IGBT和反并聯(lián)二極管的ReJC值。R0久接觸熱阻，殼到散熱器）：是指模塊底板與散熱器之間熱阻。該值與封裝形式、導(dǎo)熱硅DCS脂的類(lèi)型和厚度以及與散熱器的安裝方式有關(guān)。RK散熱器到大氣的熱阻）：取決于散熱器的幾何結(jié)構(gòu)、表面積、冷卻方式及質(zhì)量。D SA當(dāng)描述帶

25、基板的功率模塊或分立器件的熱特性時(shí)時(shí)，需要觀察芯片結(jié)點(diǎn)、外殼、散熱器的溫度。手冊(cè)中結(jié)到底板的熱阻及底板到散熱器的熱阻規(guī)如下圖所示，底板到散熱器的熱阻RhthCH定義了一個(gè)在規(guī)定的熱界面材料條件下的典型值。pro IGBT / per IG6TRildC0,25KXWproIGBT/per IGETZpAirt. = 1 WRmR) !詞MM* = 1KlhCH。觸5KXWThermal resistance IGBT, junction to case and case to heat sink熱阻口也描述了 IGBT模塊在穩(wěn)定狀態(tài)下的熱行為 而熱阻抗2也描述了 IGBT模塊的瞬態(tài)或 者短脈沖

26、電流下的熱行為。Rth只能描述DC工作模式，大部分IGBT實(shí)際應(yīng)用是以一定的占 空比進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。這種動(dòng)態(tài)條件下，需要考慮采用熱阻加熱容的方法描述其等效電路。下 圖顯示瞬態(tài)熱阻抗ZthJC是作為時(shí)間的函數(shù)，ZthJC（t）到達(dá)最大值RJC時(shí)飽和。D QI中Err ：二W： W二士工生saiain:-:l-liliI一廿瀉 ij! 洋亭-X =- -! I：；：1 ：；：；：；“叫七卜達(dá)I *1 ，r-i AbLiL；=；=L ；I: i s Uis.J. J.4-L|-MD QI中Err ：二W： W二士工生saiain:-:l-liliI一廿瀉 ij! 洋亭-X =- -! I：；：1 ：；

27、：；：；“叫七卜達(dá)I *1 ，r-i AbLiL；=；=L ；I: i s Uis.J. J.4-L|-MIt.in .ID10-1D-10IDRectangular Pulse Duration secjTransient Thermal Impedance of IGBTChanges in junction temperature respect to conduction time單個(gè)脈沖曲線決定了以一定占空比(D)的連續(xù)脈沖工作狀態(tài)下的熱阻，如下式：D-(l-D).Stlljc(t)式中：Zthjc(t)為占空比為D的連續(xù)脈沖瞬態(tài)熱阻，Sthjc(t)：?jiǎn)蝹€(gè)脈沖瞬態(tài)熱阻即喝,EWbF

28、MtiWi即喝,EWbFMtiWi白心目T-3附近 b*修Mnl XFJ fiaThe* 31 .十日 工3 -NE1a) Transient thermal impedance junction to case and b) transient thermal model IGBT模塊的功耗主要是通過(guò)不同材料從芯片消散到散熱器，每一種功率耗散路徑上的材料 都具有自身的熱特性。因而，IGBT模塊的熱阻抗行為可以使用合適的系數(shù)進(jìn)行建模，得到 了上圖a的熱阻抗曲線ZthJC(t)。圖b中單獨(dú)的RC元素沒(méi)有物理意義，它們的值是由相應(yīng) 的分析工具，從測(cè)量的模塊加熱曲線上提取得到。規(guī)格書(shū)包含了部分分?jǐn)?shù)系

29、數(shù)，如上圖a中表格所示。電容的值可以由下式所得：心IGBT模塊的熱阻分布及等效電路圖如下圖所示：Input PowerPower LqasChipOutput PowerSolderJunction Temp -1Clhip -C3E&Themial Resist nee一5由Copper Lay打 CnamM AIQQAIM)8ppaChip - Case AT.SolderCflov-HMtnkThermal ResistanceHGatslnkGAmbie-nt) ThB-rmal Resistanca-Input PowerPower LqasChipOutput PowerSolde

30、rJunction Temp -1Clhip -C3E&Themial Resist nee一5由Copper Lay打 CnamM AIQQAIM)8ppaChip - Case AT.SolderCflov-HMtnkThermal ResistanceHGatslnkGAmbie-nt) ThB-rmal Resistanca-Base Plate-CaseT-emp. -TcUSilllCase - HeaUinkdTcbHeatsinkiHeatsink Temp. -ThIttk-Ambient 占丁門(mén) r en ra 4 F = d 4 rs-i rsn rra-i r vrii

31、 rnn-i-Ambient Temp,T : ATjt 4 ATch +IGBT模塊熱阻及溫度分布圖CaseSrnkAmbieniIGBT模塊熱阻等效電路假定散熱器是等溫的，則有，二元+匕耳曲T 7+尸 （R衣）上 _IGRT 一由 上 IGST_IGBT 十 _/G5I Jj_Djods ，h + DiadeJC _ Didc&_功口嫁；）熱傳輸與電流傳輸有極大的相似性，遵從熱路歐姆定律，可用上圖的等效電路描述熱量消散 通道。從芯片結(jié)點(diǎn)到環(huán)境中的整體熱阻以RJA表示，等效電路可由下式描述：= RJ 匚 + R虱與 + R光白/1IGBT模塊一個(gè)橋臂的熱阻與橋臂IGBT及二極管的熱阻關(guān)系如下

32、圖所示：= R楠CH JGRT - R曲色再現(xiàn)和n is the number of arms per module 如果給定模塊的熱阻RthCH可以由下式計(jì)算每個(gè)IGBT和二極管的熱阻：0_ thJC_IGBT + 五加 中N怙CH_FGRr 我前Uff.niQdW田HrhJC! _口詁品p_ 尺加無(wú)_JG且7 一尺也朽由格&FH _D*品=內(nèi)kCff_modM。下圖為逆變器在不同的工作頻率下IGBT結(jié)溫的仿真結(jié)果：由上圖可見(jiàn)，即使相同的功耗，不同的工作頻率會(huì)導(dǎo)致Tj較大的偏差，若要獲得詳細(xì)仿真 結(jié)果，可由器件供應(yīng)商的仿真軟件仿真得到。IGBT模塊參數(shù)詳解五-模塊整體參數(shù)該部分描述與IGBT

33、模塊機(jī)械構(gòu)造相關(guān)的電氣特性參數(shù)，包括絕緣耐壓、主端子電阻、雜散 電感、直流電壓能力。絕緣耐壓：為了評(píng)定IGBT模塊的額定絕緣電壓值，將所有端子連接到一起，接至高壓源高端，基板接 至測(cè)試儀器低壓端。高阻抗高壓源必須提供需要的絕緣測(cè)試電壓Viso，將測(cè)試電壓逐漸提 升至規(guī)定值，該值可由下式確定并保持規(guī)定的時(shí)間t，然后將電壓降為0。英飛凌的IGBT 模塊設(shè)計(jì)至少可達(dá)到比（361140標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)1，對(duì)于部帶有NTC的IGBT模塊，可通過(guò)在接地 的NTC與其他連到一起的所有控制及主端子之間接高壓，驗(yàn)證絕緣要求。%= 2 + 1000V V2合適的絕緣電壓取決于IGBT的額定集電極-發(fā)射極電壓，對(duì)于1700V IGBT模塊大部分應(yīng)用 需要2.5KV的絕緣耐壓要求。但對(duì)于牽引應(yīng)用，同樣1700阻斷電壓的IGBT模塊需要4KV 的絕緣耐壓能力。因此，選擇IGBT模塊時(shí)，關(guān)注應(yīng)用場(chǎng)合是非常重要的。英飛凌除了工業(yè) 應(yīng)用的1200V模塊滿足VDE0160