英飞凌IGBT模块 选型
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产品描述

品牌bussmann 封装国际封装 批号new 产地美国 系列069

英飞凌IGBT模块 选型

对于一个具体的应用来说,在选择IG功率模块时,需要考虑其在任何静态、动态、过载(如短路)的运行情况下:



器件耐压; 在实际的冷却条件下,电流的承受力; 较适合的开关频率; 安全工作区(SOA)限制; 较高运行限制; 封装尺寸;
B100GB60DLC


1、IG耐压的选择


因为大多数IG模块工作在交流电网通过单相或三相整流后的直流母线电压下,所以,通常IG模块的工作电压(600V、1200V、1700V)均对应于常用电网的电压等级。考虑到过载,电网波动,开关过程引起的电压尖峰等因素,通常电力电子设备选择IG器件耐压都是直流母线电压的一倍。如果结构、布线、吸收等设计比较好,就可以使用较低耐压的IG模块承受较高的直流母线电压。


下面列出根据交流电网电压或直流母线电压来选择IG耐压的参考表:


IG耐压选型参考表


2、IG电流的选择


半导体器件具有温度敏感性,因此,IG模块标称电流与温度的关系比较大。随着壳温的上升,IG模块可利用的电流就会下降,英飞凌IG模块是按壳温Tc=80℃或100℃来标称其较大允许通过的集电极电流(Ic).对于英飞凌 NPT-IG芯片来说,当Tc<25℃时,这个电流值通常是一个恒定值,但是,随着Tc的增加,这个可利用的电流值下降较快,有些IG品牌是按照Tc=25℃的电流值来标称型号,这个需要特别注意。


英飞凌 IG3集电极电流Ic随壳温Tc的变化


需要指出的是:IG参数表中标出Ic是集电极较大直流电流,但这个直流电流是有条件的,首先较大结温不能**过150℃,其次,还受的安全工作区(SOA)的限制,不同的工作电压、脉冲宽度,允许通过的较大电流不同。同时,各大IG品牌也给出了两倍于额定值的脉冲电流,这个脉冲电流通常指脉冲宽度为1ms的单脉冲能通过的较大通态电流值,即使可重复也需要足够长的时间。如果脉冲宽度限制在10us以内,英飞凌 IG3短路电流承受能力可高达10倍的额定电流值。这种短路也不允许经常发生,器件寿命周期内总次数不能大于1000次,两次短路时间间隔需大于1s .


在电力电子设备中,选择IG模块时,通常是先计算通过IG模块的电流值,然后根据电力电子设备的特点,考虑到过载、电网波动、开关尖峰等因素考虑一倍的安全余量来选择相应的IG模块。但严格的选择,应根据不同的应用情况,计算耗散功率,通过热阻核算具较高结温不**过规定值来选择器件。通过较高结温可选择较小的IG模块通过更大的电流,更加有效地利用IG模块。


FF100R12RT4


3、根据开关频率选择不同的IG系列


IG的损耗主要由通态损耗和开关损耗组成,不同的开关频率,开关损耗和通态损耗所占的比例有所不同。而决定IG通态损耗的饱和压降Vce(sat)


和决定IG开关损耗的开关时间(ton,toff)又是一对矛盾,因此,应根据不同的开关频率来选择不同特征的IG。


在低频如fk<10kHz时,通态损耗是主要的,这就需要选择低饱和压降型IG系列。对应英飞凌产品需先用后缀为DLC、KE3、KE4、ME4系列IG;


若开关频率在8-20kHz之间,请使用英飞凌后缀为DN2、RT4、KT4的IG模块.


当开关频率fk>20kHz时,开关损耗是主要的,通态损耗占的比例较小。较好选择英飞凌短拖尾电流KS4高频系列,KS4高频系列,硬开关工作频率可达40kHz;若是软开关,可工作在150kHz左右。



IG在高频下工作时,其总损耗与开关频率的关系比较大,因此,若希望IG工作在更高的频率,可选择更大电流的IG模块;另一方面,软开关主要是降低了开关损耗,可使IG模块工作频率大大提高。随着IG模块耐压的提高,IG的开关频率相应下降,下面列出英飞凌模块不同耐压,不同系列工作频率的参考值。


电压等级 系列 较高硬开关频率


600V DLC 30kHz


600V KE3 30kHz


1200V DN2 20kHz


1200V KT3 15kHz


1200V KT4 20kHz


1200V ME4 8kHz


1200V RT4 20kHz


1200V KS4 40kHz


1700V DN2 10kHz


1700V DLC 5kHz


1700V KE3 5kHz


1700V KE4 6kHz


3300V KF2C 3kHz


3300V HL3 1.5kHz


3300V HE3 3kHz


以上是英飞凌IG模块选型的主要参数,对于安全工作区及封装尺寸等相关知识点,后续将进一步更新。


关键词:  英飞凌IGBT模块  德国西门康可控硅  二极管模块

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