如何選擇IGBT的電壓以及IGBT模塊開關(guān)損耗與性能的關(guān)系

IGBT的電壓等級(jí)的選擇可以根據(jù)直流母線的電壓與余量來(lái)確定:
1.單相整流后直流母線約為300V，考慮冗余，一般都會(huì)選用600V系列的IGBT。
2.三相整流后的直流母線約為540V，一般都會(huì)選用1200V系列的IGBT.
3.在一些特殊用途中，直流母線電壓可以達(dá)到700V以上，則需要選擇1700V系列的IGBT。
4.另外，有些實(shí)際選擇經(jīng)驗(yàn)是采用比實(shí)際大3倍電壓等級(jí)的lGBT。

IGBT的研制中，要求功率開關(guān)器件降低損耗、提高效率、提高性能。開關(guān)器件的損耗分為兩類，一類是器件的通態(tài)正常(導(dǎo)通)損耗;另一類是從通態(tài)向斷態(tài)(從斷態(tài)向通態(tài)，轉(zhuǎn)換的開關(guān)損耗。IGBT的主要技術(shù)特性有集電極—發(fā)射極間飽和電壓VCE(sat)特性，開關(guān)特性tf(斷開時(shí)間toff和導(dǎo)通時(shí)間ton之和)。IGBT的擊穿性能看閉鎖性能、短路性能、di/dt、dv/dt性能。

如何選擇IGBT的電壓以及IGBT模塊開關(guān)損耗與性能的關(guān)系

IGBT模塊
(1)改進(jìn)開關(guān)特性的技術(shù)
為改進(jìn)開關(guān)特性所研制的技術(shù)主要是使?jié)舛扰c層的厚度達(dá)到最佳化，減少成為儲(chǔ)存載流子的空穴，使IGBT 特有的集電極電流拖尾減少。通過(guò)單元圖形的最佳化減少輸入阻抗RG，使功率MOSFET部分柵極電荷充放電時(shí)間高速化，在高速化功率器件的基礎(chǔ)上所采用的技術(shù)是縮短載流子的壽命時(shí)間。作為壽命時(shí)間限制方法一般常采用重金屬擴(kuò)散和電子射線照射等方法，通過(guò)壽命時(shí)間的控制可以控制IGBT集電極電流Ic的關(guān)斷特性。，降低功率MOSFET部分的柵極電容量，可使充放電時(shí)間達(dá)到高速化。
(2)降低 VCE( sat)技術(shù)
降低VCE(sat)技術(shù)是通過(guò)濃度、層的厚度及深度的最佳化來(lái)降低電阻部分，借助精細(xì)化，提高單位面積的電流密度，使Lg與Ls比達(dá)到最佳化，擴(kuò)大功率MOSFET部的反型層(溝道))單位芯片面積，減少溝道電阻。
利用開關(guān)特性的改進(jìn)技術(shù)，加大壽命時(shí)間限制量，開關(guān)特性能實(shí)現(xiàn)高速化，在IGBT中，VCE(sat)與開關(guān)特性tf處于相關(guān)關(guān)系中，借助壽命時(shí)間控制，在該相關(guān)關(guān)系上可以找到所需要的任意工作狀態(tài)。
(3)提高性能技術(shù)
為提高IGBT擊穿性能，采用IGBT提高性能的技術(shù)，抑制了IGBT內(nèi)部寄生NPN 晶體管工作及IGBT內(nèi)部電場(chǎng)和電流的集中，使IGBT擊穿性能得以提高。

如何選擇IGBT的電壓以及IGBT模塊開關(guān)損耗與性能的關(guān)系