如何選擇IGBT的電壓以及IGBT模塊開關損耗與性能的關系

IGBT的電壓等級的選擇可以根據直流母線的電壓與余量來確定:
1.單相整流后直流母線約為300V，考慮冗余，一般都會選用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到700V以上，則需要選擇1700V系列的IGBT。
4.另外，有些實際選擇經驗是采用比實際大3倍電壓等級的lGBT。

IGBT的研制中，要求功率開關器件降低損耗、提高效率、提高性能。開關器件的損耗分為兩類，一類是器件的通態(tài)正常(導通)損耗;另一類是從通態(tài)向斷態(tài)(從斷態(tài)向通態(tài)，轉換的開關損耗。IGBT的主要技術特性有集電極—發(fā)射極間飽和電壓VCE(sat)特性，開關特性tf(斷開時間toff和導通時間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模塊開關損耗與性能的關系

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

如何選擇IGBT的電壓以及IGBT模塊開關損耗與性能的關系