文档介绍：英飞凌IGBT模块应用笔记
目录
1摘要
2导言
数据表的状态
型号命名规则
3数据表参数一一IGBT
集电极-发射极电压 VCES
总功率损耗集电极-发射极电压Ptot
集电极电流IC
重复性集电极峰值电流 ICRM
模块是一个采用针翅结构的电源模块。功率损耗与结温和冷却液以
及结与冷却液之间的热阻有关（等式（2））。在最高25 °C的冷却液温度范围内，规定的功率损耗为其最大值（等式（3））。随着冷却液温度的升高，功率损耗反而降低。
（2）i千
(3)
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图2 Ptot最高额定值（摘自数据表）
2）和等式（3）必须使用二极管的结到冷却
可以分别计算出二极管芯片的可能的功率损耗。然而，等式（液热阻。
请注意，如果冷却液温度为25 °C,则结温高于25 °C。因此，看起来采用针翅结构的电源模块的额定电流，
低于采用平板基板的电源模块的额定电流。但由于考虑了结到散热器热阻，针翅结构的优势变得显而易见。
，将更加详细地介绍电源模块的热性能。
集电极电流IC 根据总功率损耗，可以利用等式（4）,计算出电源模块的最高额定集电极电流。这样，为了给出电源模块
3所示。请注意，不是在确定的温度条件下
的额定电流，必须明确说明相应的结温和冷却液温度，例如图给出的额定电流，在技术上根本没有意义。
(4 )
6 / 24 由于在等式（4）中，IC是未知的，因此VCE sat ***@IC也是未知的，但通过简单的迭代，即可计算得到［5］。额定集电极连续直流电流，是按 VCE sat最大值计算得到的，在考虑了元件容差的情况下，可确保规定的额定电流。
图3集电极直流电流（摘自数据表）
重复性集电极峰值电流 ICRM
在应用中，可以短时间超过标称额定电流。在数据表中，这个电流被定义为规定脉冲持续时间内的重复性
集电极峰值电流（请参见图 4）。理论上，如果过流状态的持续时间是确定的，则可以根据可能的功率损
耗和热阻Zth ,推导出这个值。然而，这个理论值并未考虑到任何焊接线、母线排和电源接头等等的限制
因此，相比于从理论上计算得到的值，数据表中给出的值相当低，但这个值阐明了在考虑到电源模块的所有实际局限性的情况下的可靠运行性能。
图4重复性集电极峰值电流（摘自数据表）
反向偏压安全运行区域 RBSOA
反向偏压安全运行区域是指，电源模块的 IGBT在关断时的安全运行条件。由于在开关过程中，未超过规
定的最高结温，因此，在其规定的闭锁电压范围内，可以用最高两倍于其标称额定电流的驱动电流，驱动
该芯片。归因于杂散电感，电源模块的安全运行区域是有限的。随着开关电流的提高，允许的集电极 -发射
极电压反而降低。此外，这种下降，严重依赖于与系统有关的参数，如 DC-Link电容器的杂散电感和开关瞬态过程中的换流斜率。假定， DC-Link电容器非常适于在这个运行区域内工作。换流斜率则可根据规定
的栅极电阻和栅极驱动电压来确定，如图 5中的试验参数所注明。
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图5反向偏压安全运行区域（摘自数据表）
典型输出和传递特性
典型输出和传递特性数据可用于计算 IGBT的传导损耗。为了有助于更加深刻地理解这些参数，简要探讨
了 IGBT器件结构以及其与功率 MOSFET在输出特性上的区别。然后，解释了 IGBT模块的数据表参数。
IGBT器件结木^以及IGBT与功率MOSFET在输出特性上的区别
图6沟道场终止IGBT和双晶体管等效电路（a） o IGBT与功率MOSFET的输出特性之比较（b）。图
6a所示为搭载了简化的双晶体管等效电路的沟道场终止 IGBT的结构。当IGBT处于导通状态时，位于
IGBT的集电极侧的PNP双极晶体管的PN结，引起二极管电压降。IGBT内在的双极晶体管被 MOSFET 驱动。因此，栅极驱动特性与功率 MOSFET极为相似。但输出特性则有所不同，如图 6b示意图所示。该
图所示为，在两种不同的结温条件下，这两种器件在导通状态下的特性。
如图6b所示，归因于其内在的体二极管，在负的漏源电压的作用下， MOSFET处于反向导通状态。IGBT
不具备体二极管，因此如果要求实现这种运行模式，就必须使用反向并联二极管。其优势是，可以针对IGBT, 单