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快乐飞艇平台娱乐 英飞凌IGBT模块选型与型号含义解读

作者:海飞乐技术 时间:2017-07-25 09:41

  英飞凌(Infineon)是德国西门子半导体集体(Siemens)的独立上市公司。前身也叫欧派克(EUPEC:欧洲电力电子公司)。
 
   一.拓扑图与型号的关系:型号开头两个字母或数字决定
  ·2单元的半桥IGBT拓扑:以BSM和FF开头。
  ·4单元的全桥IGBT拓扑:以F4开头。这个目前已经停产,大家不要选择。
  ·6单元的三项全桥IGBT拓扑:以FS开头。
  ·三项整流桥+6单元的三项全桥IGBT拓扑:以FP开头。
  ·专用斩波IGBT模块:以FD开头。其实这个完全可以使用FF半桥来替代。只要将另一单元的IGBT处于关闭状态,只使用其反向恢复二极管即可。
   英飞凌IGBT模块选型主要是根据工作电压,工作电流,封装形式和开关频率来进行选择。
 
  二. 工作电压对选型的影响
  1.Infineon的IGBT模块常用的电压为:600V,1200V,1700V。这个电压为系统的直流母线工作电压。普通的交流220V供电,使用600V的IGBT。交流380V供电,使用1200V的IGBT。
  2.Infineon也有大功率的3300V,4500V,6500V的IGBT可供选择,一般用于机车牵引和电力系统中。
  3.最近,电动汽车概念也火的一塌糊涂,Infineon推出了650V等级的IGBT,专门用于电动汽车行业。不过,这些IGBT是汽车级别的,属于特种模块,价格偏贵。
 这里跑题一下:一般电子器件的等级分为5个等级:航空航天—军工—汽车—工业—民用。一听名字,就知道他们的价格趋势。Infineon的IGBT,除了电动汽车用的650V以外,都是工业等级的。!
 
  三.工作电流和封装形式对选型的影响
  这2个参数要同时介绍。因为,不同封装形式的IGBT,其实主要就是为了照顾IGBT的散热。IGBT属于功率器件,散热不好,就会直接烧掉。当然,封装也涉及到IGBT内部的杂散电感之类的问题,这里就先不介绍了。
  1.单管IGBT:TO-247这种形式的封装。一般电流从5A~75A左右。一个封装封装1个IGBT芯片。如IKW(集成了反向二极管)和IGW(没有反向二极管)。
  2.Easy封装(俗称“方盒子”):这类封装是低成本小功率的封装形式:工作电流从10A~35A。不过,这类封装,一个easy封装一般都封装了6个IGBT芯片,直接组成3相全桥。
  3.34mm封装(俗称“窄条”):由于底板的铜极板只有34mm宽,所以,只能容下50A,75A,100A,150A的工作电流。这类封装,一般都封装了2个IGBT新片,组成一个半桥。
  4.62mm封装(俗称“宽条”):IGBT底板的铜极板增加到62mm宽度。所以,IGBT工作电流能有150A,200A,300A,400A,450A。一般都封装了2个IGBT新片,组成一个半桥。
  5.Econo封装(俗称“平板型”):分为EconoDUAL,EconoPIM,EconoPACK之类的。此模块可以用于中功率封装,比如450A,600A,800A等。
  IHV,IHM,PrimePACK封装(俗称“黑模块”):这类模块的封装颜色是黑色的,属于大功率模块。一般3300V,4500V,6500V的模块,都使用这类封装,由于电压高了,电流一般在1000A~200A;某些特殊应用的1200V模块,也采用这类封装,电流最大达到3600A。IHV,IHM是经典封装形式,经历市场20多年的考验。PrimePACK是近年新推出的封装,这个重点在IHV,IHM的基础上做了散热和杂散电感的优化。
 
  四.开关频率对选型的影响
  Infineon有8种IGBT芯片供客户选择。IGBT命名方式中,能体现IGBT芯片的年代。Infineon目前共有5代IGBT:第一代和第二代采用老命名方式,一般为BSM**GB**DLC或者BSM**GB**DN2。第三代IGBT开始,采用新的命名方式。命名的后缀为:T3,E3,P3。第四代IGBT命名的后缀为:T4,S4,E4,P4。第五代IGBT命名后缀为5。大家选择的时候,尽量选择最新一代的IGBT,芯片技术有所改进,IGBT的内核温度将有很大的提升。第三代IGBT能耐150度的极限高温。第四代IGBT能耐175度的极限高温。第五代据说能耐200度的极限高温。补充:是极限高温,不是正常工作的温度。
  各代的IGBT芯片都有自己适合工作的开关频率,不能乱选型,IGBT频率与型号的后缀相关。具体如下:

IGBT频率与型号的后缀相关 
IGBT频率与型号的后缀相关
  这里有一个问题:开关频率最大的IGBT型号是S4,可以使用到30KHz的开关频率。如FF200R12KS4和FF300R12KS4。但是,S4的饱和压降反而是最大3.20V。理论上开关的损耗应该最大。
  Infineon那边给出的解释为:IGBT的“损耗”包括“导通损耗”和“开关损耗”。饱和压降只决定“导通损耗”。而“开关损耗”则由IGBT芯片本身决定。当开关频率很高时:导通的时间相对于很短,所以,导通损耗只能占一小部分。而绝大部分的损耗则是由“开关损耗”决定的。而S4芯片,优化了“开关损耗”,使其减少。达到“损耗”总体减少的目标。这个也是为什么低开关频率的IGBT芯片,为何饱和压降小的原因。低开关频率,“损耗”就主要由“导通损耗”决定了,所以,需要降低饱和压降。




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