《《IGBT模块的损耗》.pdf

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《《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。

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