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        英飛凌igbt選型手冊和芯片技術
        2022-12-23 2122次

          IGBT它是一種非常重要的電力電子器件。它既有功率,MOSFET驅動功率小、開關頻率高的優點,以及大功率晶體管導電壓低、通態電流大的優點。它可以隨時關閉通態電流,避免了一般晶閘管只能在一個半波內導通而不能關閉的弱點。它是電力電子領域一個非常有前途的大功率半導體設備。IGBT這種新型功率半導體設備,又稱絕緣柵雙極晶體管,是第三次功率半導體設備技術革命的代表性產品。廣泛應用于軌道交通、航空航天、船舶驅動、智能電網、新能源、交流變頻、風能發電、電機傳動、汽車等弱電控制等行業。近30年來,已達到12英寸硅晶片和6500伏的高水平。



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          “薄如蟬翼”的IGBT芯片IGBT芯片發展趨勢是:薄片工藝,主要是減少熱阻,減小襯底電阻從而減小通態損耗;小管芯,主要是提高器件的電流密度,15年來管芯的 面積減少了2/3;大硅片,硅片由5英寸變為12英寸,面積增加了5.76倍,折算后每顆芯粒的成本可以大大的降低。Infineon英飛凌專注于迎接現代社會的三大科技挑戰: 高能效、 移動性和 安全性,為汽車和工業功率器件、芯片和安全應用提供半導體和系統解決方案。英飛凌的產品素以高可靠性、卓越質量和創新性著稱。英飛凌分別針對小、中、大功率應用而設計的三種IGBT4芯片



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          英飛凌IGBT4芯片技術:

          基于溝槽柵+場終止結構,1200V和1700V;

          200V三種類型:小功率T4、中功率E4、大功率P4;

          1700V兩種類型:中功率E4、大功率P4;

          P4實現軟關斷特性的明顯提升,關斷時電壓尖峰小,無振蕩;

          T4和E4提高關斷速度,開關頻率較高時輸出能力優于T3和E3;

          配用反向恢復特性更"軟"的EmCon4續流二極管;

          ●飽和電壓正溫度系數,10 μs短路承受時間不變。


          英飛凌IGBT芯片選型





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        VCES:集電極-發射極阻斷電壓在可使用的結溫范圍內柵極-發射極短路狀態下,允許的斷態集電極-發射極最高電壓。手冊里VCES是規定在25°C結溫條件下,隨著結溫的降低VCES也會有所降低。

          Ptot:最大允許功耗在Tc=25°C條件下,每個IGBT開關的最大允許功率損耗,及通過結到殼的熱阻所允許的最大耗散功率。

          IC nom:集電極直流電流在可使用的結溫范圍內流過集電極-發射極的最大直流電流。根據最大耗散功率的定義,可以由Ptot的公式計算最大允許集電極電流。因而為了給出一個模塊的額定電流,必須指定對應的結和外殼的溫度。請注意,沒有規定溫度條件下的額定電流是沒有意義的。

          ICRM:可重復的集電極峰值電流最大允許的集電極峰值電流(Tj≤150°C),IGBT在短時間內可以超過額定電流。手冊里定義為規定的脈沖條件下可重復集電極峰值電流,如下圖所示。理論上,如果定義了過電流持續時間,該值可由允許耗散功耗及瞬時熱阻Zth計算獲得。然而這個理論值并沒有考慮到綁定線、母排、電氣連接器的限制。因此,數據手冊的值相比較理論計算值很低,但是,它是綜合考慮功率模塊的實際限制規定的安全工作區。

          RBSOA:反偏安全工作區該參數描述了功率模塊的IGBT在關斷時的安全工作條件。如果工作期間允許的最大結溫不被超過,IGBT芯片在規定的阻斷電壓下可驅使兩倍的額定電流。由于模塊內部雜散電感,模塊安全工作區被限定,如下圖所示。隨著交換電流的增加,允許的集電極-發射極電壓需要降額。此外,電壓的降額很大程度上依賴于系統的相關參數,諸如DC-Link的雜散電感以及開關轉換過程換流速度。對于該安全工作區,假定采用理想的DC-Link電容器,換流速度為規定的柵極電阻及柵極驅動電壓條件下獲得。

          Isc:短路電流短路電流為典型值,在應用中,短路時間不能超過10uS。IGBT的短路特性是在最大允許運行結溫下測得。

        VCEsat:集電極-發射極飽和電壓規定條件下,流過指定的集電極電流時集電極與發射極電壓的飽和值(IGBT在導通狀態下的電壓降)。手冊的VCEsat值是在額定電流條件下獲得,給出了Tj在25oC及125oC的值。英飛凌的IGBT都具有正溫度效應,適宜于并聯。手冊的VCEsat值完全為芯片級,不包含導線電阻。其他影響IGBT模塊選型的因素要確定主電路拓撲結構,這個和IGBT選型密切相關,引線方式、結構也會給IGBT選型提出要求,再就是考慮性價比和供貨。熱阻是指一定的模塊耗散功率下,帶來的模塊內部芯片結溫相對模塊殼溫的上升情況,反映模塊的散熱能力,也是一個重要的參數。拓撲結構就是模塊里面的各個芯片之間的電路連接關系,是封裝形式的一部分,封裝形式還包括封裝外形,是34mm還是62mm還是別的外形。當沒有產品手冊從產品型號判定其基本參數的方法英飛凌IGBT模塊型號代表如下圖


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        英飛凌IGBT模塊選型參考 
      1. 英飛凌的EiceDRIVER?高低邊柵極驅動器IR2181STRPBF
      2. 其中,英飛凌的EiceDRIVER? 600 V 高低邊柵極驅動器 IC(IR2181STRPBF),具有典型的 1.9 A 拉電流和 2.3 A 灌電流,具有更高的帶載能力,可驅動 MOSFET和IGBT,為產品從開發設計到最終應用全面保駕護航。
        2023-12-27 156次
      3. 英飛凌門極驅動正壓對功率半導體性能影響
      4. 對于半導體功率器件來說,門極電壓的取值對器件特性影響很大。以前曾經聊過門極負壓對器件開關特性的影響,而今天我們來一起看看門極正電壓對器件的影響。文章將會從導通損耗,開關損耗和短路性能來分別討論。
        2023-12-22 153次
      5. 英飛凌160V MOTIX?三相柵極驅動器IC
      6. MOTIX?三相柵極驅動器集成電路6ED2742S01Q是英飛凌MOTIX?品牌的新成員,該品牌通過可擴展的產品組合提供低壓電機控制解決方案。它是一款160V絕緣體上硅(SOI)柵極驅動器IC,采用5x5 mm2 QFN-32封裝,帶有熱效率高的裸露功率焊盤,并集成了電源管理單元(PMU)。
        2023-07-21 254次
      7. 英飛凌6.5A,2300V單通道隔離式柵極驅動器評估板
      8. 英飛凌6.5A,2300V單通道隔離式柵極驅動器評估板(配SiC MOSFET)。EVAL-1ED3142MX12F-SIC采用半橋電路,用兩個柵極驅動IC?1ED3142MU12F來驅動IGBT、MOSFET和SiC MOSFET等功率開關。
        2023-06-28 293次
      9. 英飛凌的 CoolSiC? XHP? 2 高功率模塊
      10. 英飛凌科技股份公司為了滿足上述需求,在其 CoolSiC?功率模塊產品組合中增加了兩款新產品:FF2000UXTR33T2M1和 FF2600UXTR33T2M1。這些功率模塊采用新開發的3.3kV CoolSiC? MOSFET和英飛凌的.XT互連技術,封裝為XHP? 2,專門針對牽引應用量身定制。
        2023-06-28 250次

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