igbt参数详解 IGBT功率模块 IGBT模块静态参数

IGBT模块静态参数

IGBT模块参数详解一IGBT静态参数

VCES：集电极-发射极阻断电压
在可使用的结温范围内栅极-发射极短路状态下，允许的断态集电极-发射极最高电压。手册里VCES是规定在25°C结温条件下，随着结温的降低VCES也会有所降低。降低幅度与温度变化的关系可由下式近似描述： .

Collector-emitter voltage of the IGBT

由于模块内部杂散电感，模块主端子与辅助端子的电压差值为 ，由于内部及外部杂散电感，VCES在IGBT关断的时候最容易被超过。VCES在任何条件下都不允许超出，否则IGBT就有可能被击穿。

Ptot：最大允许功耗

在Tc=25°C条件下，每个IGBT开关的最大允许功率损耗，及通过结到壳的热阻所允许的最大耗散功率。Ptot可由下面公式获得： 。

Maximum rating for Ptot

二极管所允许的最大功耗可由相同的方法计算获得。

IC nom：集电极直流电流

在可使用的结温范围内流过集电极-发射极的最大直流电流。根据最大耗散功率的定义，可以由Ptot的公式计算最大允许集电极电流。因而为了给出一个模块的额定电流，必须指定对应的结和外壳的温度，如下图所示。请注意，没有规定温度条件下的额定电流是没有意义的。

在上式中Ic及VCEsat 、Ic都是未知量，不过可以在一些迭代中获得。考虑到器件的容差，为了计算集电极额定直流电流，可以用VCEsat的最大值计算。

计算结果一般会高于手册值，所有该参数的值均为整数。该参数仅仅代表IGBT的直流行为，可作为选择IGBT的参考，但不能作为一个衡量标准。

ICRM：可重复的集电极峰值电流

最大允许的集电极峰值电流（Tj≤150°C），IGBT在短时间内可以超过额定电流。手册里定义为规定的脉冲条件下可重复集电极峰值电流，如下图所示。理论上，如果定义了过电流持续时间，该值可由允许耗散功耗及瞬时热阻Zth计算获得。然而这个理论值并没有考虑到绑定线、母排、电气连接器的限制。因此，数据手册的值相比较理论计算值很低，但是，它是综合考虑功率模块的实际限制规定的安全工作区。

RBSOA：反偏安全工作区

该参数描述了功率模块的IGBT在关断时的安全工作条件。如果工作期间允许的最大结温不被超过，IGBT芯片在规定的阻断电压下可驱使两倍的额定电流。由于模块内部杂散电感，模块安全工作区被限定，如下图所示。随着交换电流的增加，允许的集电极-发射极电压需要降额。此外，电压的降额很大程度上依赖于系统的相关参数，诸如DC-Link的杂散电感以及开关转换过程换流速度。对于该安全工作区，假定采用理想的DC-Link电容器，换流速度为规定的栅极电阻及栅极驱动电压条件下获得。

Isc：短路电流

短路电流为典型值，在应用中，短路时间不能超过10uS。IGBT的短路特性是在最大允许运行结温下测得。

VCEsat：集电极-发射极饱和电压

规定条件下，流过指定的集电极电流时集电极与发射极电压的饱和值（IGBT在导通状态下的电压降）。

VCEsat随着集电极电流的增加而增加，随着Vge增加而减少。Vge不推荐使用太小的值，会增加IGBT的导通及开关损耗。

VCEsat可用来计算IGBT的导通损耗，如下式描述，切线的点应尽量靠近工作点。

对于SPWM控制方式，导通损耗可由下式获得：

审核编辑：刘清