英飛凌IGBT模塊參數解讀

英飛凌IGBT模塊參數解讀,均是英飛凌IGBT模塊代理提供。方便英飛凌IGBT模塊用戶選型。
一.拓扑圖與型號的關係:型號開頭兩個字母或數字決定

·2 單元的半橋 IGBT 拓扑:以 BSM 和 FF 開頭。
·4 單元的全橋 IGBT 拓扑:以 F4 開頭。這個目前已經停產,大家不要選擇。
·6 單元的三項全橋 IGBT 拓扑:以 FS 開頭。
·三項整流橋+6 單元的三項全橋 IGBT 拓扑:以 FP 開頭。
·專用斬波 IGBT 模塊:以 FD 開頭。其實這個完全可以使用 FF 半橋來替代。只要將另一單元的 IGBT 處於關閉狀態,只
使用其反向恢復二極管即可。

英飛凌 IGBT 模塊選型主要是根據工作電壓,工作電流,封裝形式和開關頻率來進行選擇。

二. 工作電壓對選型的影響
1.Infineon 的 IGBT 模塊常用的電壓為:600V,1200V,1700V。這個電壓為系統的直流母線工作電壓。普通的交流 220V
供電,使用 600V 的 IGBT。交流 380V 供電,使用 1200V 的 IGBT。
2.Infineon 也有大功率的 3300V,4500V,6500V 的 IGBT 可供選擇,一般用於機車牽引和電力系統中。
3.最近,電動汽車概念也火的一塌糊塗,Infineon 推出了 650V 等級的 IGBT,專門用於電動汽車行業。不過,這些 IGBT
是汽車級別的,屬於特種模塊,價格偏貴。

這裡跑題一下:一般電子器件的等級分為 5 個等級:航空航天—軍工—汽車—工業—民用。一聽名字,就知道他們的
價格趨勢。Infineon 的 IGBT,除了電動汽車用的 650V 以外,都是工業等級的。!

三.工作電流和封裝形式對選型的影響
這 2 個參數要同時介紹。因為,不同封裝形式的 IGBT,其實主要就是為了照顧 IGBT 的散熱。IGBT 屬於功率器件,散熱
不好,就會直接燒掉。當然,封裝也涉及到 IGBT 內部的雜散電感之類的問題,這裡就先不介紹了。
1.單管 IGBT:TO-247 這種形式的封裝。一般電流從 5A~75A 左右。一個封裝封裝 1 個 IGBT 芯片。如 IKW(集成了反向二
極管)和 IGW(沒有反向二極管)。
2.Easy 封裝(俗稱“方盒子”):這類封裝是低成本小功率的封裝形式:工作電流從 10A~35A。不過,這類封裝,一個
easy 封裝一般都封裝了 6 個 IGBT 芯片,直接組成 3 相全橋。
3.34mm 封裝(俗稱“窄條”):由於底板的銅極板只有 34mm 寬,所以,只能容下 50A,75A,100A,150A 的工作電流。
這類封裝,一般都封裝了 2 個 IGBT 新片,組成一個半橋。
4.62mm 封裝(俗稱“寬條”):IGBT 底板的銅極板增加到 62mm 寬度。所以,IGBT 工作電流能有 150A,200A,300A,400A,
450A。一般都封裝了 2 個 IGBT 新片,組成一個半橋。
5.Econo 封裝(俗稱“平板型”):分為 EconoDUAL,EconoPIM,EconoPACK 之類的。此模塊可以用於中功率封裝,比如
450A,600A,800A 等。
IHV,IHM,PrimePACK 封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,屬於大功率模塊。一般 3300V,4500V,
6500V 的模塊,都使用這類封裝,由於電壓高了,電流一般在 1000A~200A;某些特殊應用的 1200V 模塊,也採用這類封
裝,電流 達到 3600A。IHV,IHM 是經典封裝形式,經歷市場 20 多年的考驗。PrimePACK 是近年新推出的封裝,這個重
點在 IHV,IHM 的基礎上做了散熱和雜散電感的優化。

四.開關頻率對選型的影響
Infineon 有 8 種 IGBT 芯片供客戶選擇。IGBT 命名方式中,能體現 IGBT 芯片的年代。Infineon 目前共有 5 代 IGBT:
代和第二代採用老命名方式,一般為 BSM**GB**DLC 或者 BSM**GB**DN2。第三代 IGBT 開始,採用新的命名方式。命
名的後綴為:T3,E3,P3。第四代 IGBT 命名的後綴為:T4,S4,E4,P4。第五代 IGBT 命名後綴為 5。大家選擇的時候,
儘量選擇 一代的 IGBT,芯片技術有所改進,IGBT 的內核溫度將有很大的提升。第三代 IGBT 能耐 150 度的極限高溫。
第四代 IGBT 能耐 175 度的極限高溫。第五代據說能耐 200 度的極限高溫。補充:是極限高溫,不是正常工作的溫度。
各代的 IGBT 芯片都有自己適合工作的開關頻率,不能亂選型,IGBT 頻率與型號的後綴相關。具體如下:
這裡有一個問題:開關頻率 IGBT 型號是 S4,可以使用到 30KHz 的開關頻率。如 FF200R12KS4 和 FF300R12KS4。
但是,S4 的飽和壓降反而是 3.20V。理論上開關的損耗應該 。
Infineon 那邊給出的解釋為:IGBT 的“損耗”包括“導通損耗”和“開關損耗”。飽和壓降只決定“導通損耗”。
而“開關損耗”則由 IGBT 芯片本身決定。當開關頻率很高時:導通的時間相對於很短,所以,導通損耗只能占一小部分。
而絕大部分的損耗則是由“開關損耗”決定的。而 S4 芯片,優化了“開關損耗”,使其減少。達到“損耗”總體減少的
目標。這個也是為什麼低開關頻率的 IGBT 芯片,為何飽和壓降小的原因。低開關頻率,“損耗”就主要由“導通損耗”
決定了,所以,需要降低飽和壓降。
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