要确定主电路拓扑结构,这个和IGBT选型密切相关,额定工作电流、过载系数、散热条件决定了IGBT模块的额定电流参数,额定工作电压、电压波动、最大工作电压决定了IGBT模块的额定电压参数,引线方式、结构也会给IGBT选型提出要求,再就是考虑性价比和供货。对于一个具体的应用来说,在选择IGBT功率模块时,需要考虑其在任何静态、动态、过载(如短路)的运行情况下:
- 器件耐压;
- 在实际的冷却条件下,电流的承受力;
- 最适合的开关频率;
- 安全工作区(SOA)限制;
- 最高运行限制;
- 封装尺寸;
1、IGBT耐压的选择
因为大多数IGBT模块工作在交流电网通过单相或三相整流后的直流母线电压下,所以,通常IGBT模块的工作电压(600V、1200V、1700V)均对应于常用电网的电压等级。考虑到过载,电网波动,开关过程引起的电压尖峰等因素,通常电力电子设备选择IGBT器件耐压都是直流母线电压的一倍。如果结构、布线、吸收等设计比较好,就可以使用较低耐压的IGBT模块承受较高的直流母线电压。
2、IGBT电流的选择
半导体器件具有温度敏感性,因此,IGBT模块标称电流与温度的关系比较大。随着壳温的上升,IGBT模块可利用的电流就会下降,英飞凌IGBT模块是按壳温Tc=80℃或100℃来标称其最大允许通过的集电极电流(Ic).对于英飞凌 NPT-IGBT芯片来说,当Tc<25℃时,这个电流值通常是一个恒定值,但是,随着Tc的增加,这个可利用的电流值下降较快,有些IGBT品牌是按照Tc=25℃的电流值来标称型号,这个需要特别注意。
3、根据开关频率选择不同的IGBT系列
IGBT的损耗主要由通态损耗和开关损耗组成,不同的开关频率,开关损耗和通态损耗所占的比例有所不同。而决定IGBT通态损耗的饱和压降Vce(sat)
和决定IGBT开关损耗的开关时间(ton,toff)又是一对矛盾,因此,应根据不同的开关频率来选择不同特征的IGBT。
在低频如fk<10kHz时,通态损耗是主要的,这就需要选择低饱和压降型IGBT系列。对应英飞凌产品需先用后缀为DLC、KE3、KE4、ME4系列IGBT;
若开关频率在8-20kHz之间,请使用英飞凌后缀为DN2、RT4、KT4的IGBT模块.
高压1700V FF600R17ME4(600A/1700V) FF450R17ME4(450A/1700V) FF300R17ME4(300A/1700V) FF225R17ME4(225A/1700V)
FF500R17KE4(500A/1700V) FF400R17KE4(400A/1700V) FZ600R17KE4/E3(600A/1700V) FZ400R17KE4(400A/1700V)
FF650R17IE4(650A/1700V) FF1000R17IE4(1000A/1700V) FF1400R17IP4(1400A/1700V) FZ1800R17IP5(1800A/1700V)
FZ1200R17KE3(1200A/1700V) FZ1600R17KE3(1600A/1700V) FZ2400R17KE3(2400A/1700V) FZ3600R17KE3/HP4(3600A/1700V) 中压1200v FF900R12IP4(900A/1200V) FF1400R12IP4(1400A/1200V) FF450R12KT4(450A/1200V) FF300R12KT4(300A/1200V) FF200R12KT4(200A/1200V) FF150R12RT4(150A/1200V) FS200R12KT4R(200A/1200V) FS150R12KT4 (150A/1200V) FP150R12KT4(150A/1200V) FP100R12KT4(100A/1200V) FP75R12KT4(75A/1200V) FP50R12KT4/KT4G(50A/1200V) FP50R12KT3/T4(50A/1200V) FP40R12KT3(40A/1200V)
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