英飛凌(Infineon)是德國(guó)西門子半導(dǎo)體集體(Siemens)的獨(dú)立上市公司。前身也叫歐派克(EUPEC:歐洲電力電子公司)。
一.拓?fù)鋱D與型號(hào)的關(guān)系:型號(hào)開(kāi)頭兩個(gè)字母或數(shù)字決定
·2單元的半橋IGBT拓?fù)?以BSM和FF開(kāi)頭。
·4單元的全橋IGBT拓?fù)?以F4開(kāi)頭。這個(gè)目前已經(jīng)停產(chǎn),大家不要選擇。
·6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FS開(kāi)頭。
·三項(xiàng)整流橋+6單元的三項(xiàng)全橋IGBT拓?fù)?以FP開(kāi)頭。
·專用斬波IGBT模塊:以FD開(kāi)頭。其實(shí)這個(gè)完全可以使用FF半橋來(lái)替代。只要將另一單元的IGBT處于關(guān)閉狀態(tài),只使用其反向恢復(fù)二極管即可。
英飛凌IGBT模塊選型主要是根據(jù)工作電壓,工作電流,封裝形式和開(kāi)關(guān)頻率來(lái)進(jìn)行選擇。
二. 工作電壓對(duì)選型的影響
1.Infineon的IGBT模塊常用的電壓為:600V,1200V,1700V。這個(gè)電壓為系統(tǒng)的直流母線工作電壓。普通的交流220V供電,使用600V的IGBT。交流380V供電,使用1200V的IGBT。
2.Infineon也有大功率的3300V,4500V,6500V的IGBT可供選擇,一般用于機(jī)車牽引和電力系統(tǒng)中。
3.最近,電動(dòng)汽車概念也火的一塌糊涂,Infineon推出了650V等級(jí)的IGBT,專門用于電動(dòng)汽車行業(yè)。不過(guò),這些IGBT是汽車級(jí)別的,屬于特種模塊,價(jià)格偏貴。
這里跑題一下:一般電子器件的等級(jí)分為5個(gè)等級(jí):航空航天—軍工—汽車—工業(yè)—民用。一聽(tīng)名字,就知道他們的價(jià)格趨勢(shì)。Infineon的IGBT,除了電動(dòng)汽車用的650V以外,都是工業(yè)等級(jí)的。!
三.工作電流和封裝形式對(duì)選型的影響
這2個(gè)參數(shù)要同時(shí)介紹。因?yàn)椋煌庋b形式的IGBT,其實(shí)主要就是為了照顧IGBT的散熱。IGBT屬于功率器件,散熱不好,就會(huì)直接燒掉。當(dāng)然,封裝也涉及到IGBT內(nèi)部的雜散電感之類的問(wèn)題,這里就先不介紹了。
1.單管IGBT:TO-247這種形式的封裝。一般電流從5A~75A左右。一個(gè)封裝封裝1個(gè)IGBT芯片。如IKW(集成了反向二極管)和IGW(沒(méi)有反向二極管)。
2.Easy封裝(俗稱“方盒子”):這類封裝是低成本小功率的封裝形式:工作電流從10A~35A。不過(guò),這類封裝,一個(gè)easy封裝一般都封裝了6個(gè)IGBT芯片,直接組成3相全橋。
3.34mm封裝(俗稱“窄條”):由于底板的銅極板只有34mm寬,所以,只能容下50A,75A,100A,150A的工作電流。這類封裝,一般都封裝了2個(gè)IGBT新片,組成一個(gè)半橋。
4.62mm封裝(俗稱“寬條”):IGBT底板的銅極板增加到62mm寬度。所以,IGBT工作電流能有150A,200A,300A,400A,450A。一般都封裝了2個(gè)IGBT新片,組成一個(gè)半橋。
5.Econo封裝(俗稱“平板型”):分為EconoDUAL,EconoPIM,EconoPACK之類的。此模塊可以用于中功率封裝,比如450A,600A,800A等。
IHV,IHM,PrimePACK封裝(俗稱“黑模塊”):這類模塊的封裝顏色是黑色的,屬于大功率模塊。一般3300V,4500V,6500V的模塊,都使用這類封裝,由于電壓高了,電流一般在1000A~200A;某些特殊應(yīng)用的1200V模塊,也采用這類封裝,電流最大達(dá)到3600A。IHV,IHM是經(jīng)典封裝形式,經(jīng)歷市場(chǎng)20多年的考驗(yàn)。PrimePACK是近年新推出的封裝,這個(gè)重點(diǎn)在IHV,IHM的基礎(chǔ)上做了散熱和雜散電感的優(yōu)化。
四.開(kāi)關(guān)頻率對(duì)選型的影響
Infineon有8種IGBT芯片供客戶選擇。IGBT命名方式中,能體現(xiàn)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,一般為BSM**GB**DLC或者BSM**GB**DN2。第三代IGBT開(kāi)始,采用新的命名方式。命名的后綴為:T3,E3,P3。第四代IGBT命名的后綴為:T4,S4,E4,P4。第五代IGBT命名后綴為5。大家選擇的時(shí)候,盡量選擇最新一代的IGBT,芯片技術(shù)有所改進(jìn),IGBT的內(nèi)核溫度將有很大的提升。第三代IGBT能耐150度的極限高溫。第四代IGBT能耐175度的極限高溫。第五代據(jù)說(shuō)能耐200度的極限高溫。補(bǔ)充:是極限高溫,不是正常工作的溫度。
各代的IGBT芯片都有自己適合工作的開(kāi)關(guān)頻率,不能亂選型,IGBT頻率與型號(hào)的后綴相關(guān)。具體如下:
IGBT頻率與型號(hào)的后綴相關(guān)
這里有一個(gè)問(wèn)題:開(kāi)關(guān)頻率最大的IGBT型號(hào)是S4,可以使用到30KHz的開(kāi)關(guān)頻率。如FF200R12KS4和FF300R12KS4。但是,S4的飽和壓降反而是最大3.20V。理論上開(kāi)關(guān)的損耗應(yīng)該最大。
Infineon那邊給出的解釋為:IGBT的“損耗”包括“導(dǎo)通損耗”和“開(kāi)關(guān)損耗”。飽和壓降只決定“導(dǎo)通損耗”。而“開(kāi)關(guān)損耗”則由IGBT芯片本身決定。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率很高時(shí):導(dǎo)通的時(shí)間相對(duì)于很短,所以,導(dǎo)通損耗只能占一小部分。而絕大部分的損耗則是由“開(kāi)關(guān)損耗”決定的。而S4芯片,優(yōu)化了“開(kāi)關(guān)損耗”,使其減少。達(dá)到“損耗”總體減少的目標(biāo)。這個(gè)也是為什么低開(kāi)關(guān)頻率的IGBT芯片,為何飽和壓降小的原因。低開(kāi)關(guān)頻率,“損耗”就主要由“導(dǎo)通損耗”決定了,所以,需要降低飽和壓降。