《《IGBT模块的损耗》.pdf

IGBT模块的损耗、温度和安全运行 梁知宏 IFCN AIM 2007.09 页1 IGBT模块的损耗 IGBT模块的损耗源于内部IGBT和二极管（续流FWD、整流）芯片的损耗， 主要是IGBT和FWD产生的损耗。 IGBT不是一个理想开关，体现在： 1）IGBT在导通时有饱和电压– Vcesat 2）IGBT在开关时有开关能耗–Eon和Eoff 这是IGBT产生损耗的根源。Vcesat造成导通损耗，Eon和Eoff造成开关 损耗。导通损耗 + 开关损耗 = IGBT总损耗。 FWD也存在两方面的损耗，因为： 1）在正向导通（即续流）时有正向导通电压：Vf 2）在反向恢复的过程中有反向恢复能耗：Erec。 Vf造成导通损耗，Erec造成开关损耗。导通损耗 + 开关损耗 = FWD总 损耗。 Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec体现了IGBT/FWD芯片的技术特征。因此 IGBT/FWD芯片技术不同，Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec也不同。 梁知宏 IFCN AIM 2007.09 页2 IGBT模块的损耗-IGBT导通损耗 IGBT的Vcesat-Ic特性曲线 Vcesat和Ic的关系可以用左图的近似 线性法来表示： Vcesat = Vt0 + Rce × Ic IGBT的导通损耗： Pcond = d * Vcesat × Ic，其中d 为IGBT的导通占空比 IGBT饱和电压的大小，与通过的电流 （Ic），芯片的结温（Tj）和门极电 压（Vge）有关。 模块规格书里给出了IGBT饱和电压的 特征值：VCE,Sat，及测试条件。 英飞凌的IGBT模块规格书里给出了两 个测试条件下的饱和电压特征值： 1）Tj=25°C；2）Tj=125°C。电流均为 I （模块的标称电流），V=+15V C,NOM GE 梁知宏 IFCN AIM 2007.09 页3 IGBT模块的损耗-IGBT开关损耗 IGBT开通瞬间 IGBT之所以存在开关能耗，是因为在开通和关断 的瞬间，电流和电压有重叠期。