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英飞凌IGBT模块应用笔记(5)


6 数据表参数——IGBT模块
6.1 绝缘电压VISOL
该模块经专门设计,所有端子都与基板绝缘,以至少实现IEC61140 标准中规定的基本绝缘(请参见图30)。
绝缘试验电压
图30 绝缘试验电压(摘自数据表)
数据表中规定的额定试验电压,业经在电源模块的可靠性试验前后完成试验,是该等应力试验的故障标准之一。
经专门设计,NTC 与其他接头之间的绝缘,仅为实现功能性绝缘(通常为1.5kV)。如果发生故障(如,栅极驱动电路),移动焊接线在故障事件期间改变其位置,或者故障过程中因电弧作用而形成的等离子体路径,会形成导通路径。因此,如果必须实现超过功能性绝缘的绝缘要求,必须在外部附加额外的绝缘屏障。关于在电源模块内部使用NTC 的更多信息,请参阅参考资料[4]。
6.2 杂散电感LS
在开关瞬态过程中,杂散电感会引起瞬态电压,是主要的EMI 噪声源。此外,与元件的寄生电容共同作用,杂散电感会形成谐振电路,从而在开关瞬态过程中,导致电压和电流振铃。
可以利用如下等式,计算出杂散电感引起的瞬态电压:
杂散电感引起的瞬态电压
因此,为了降低关断瞬态过程中发生的电压过冲,必须最大限度地降低寄生电感。图31 所示为电源模块杂散电感的简化等效电路。电源模块的杂散电感是电源端子之间的每一相桥臂的杂散电感之和(请参见等式(21))。
电源模块的杂散电感
由于实际的电源模块并非理想对称,因此,测量了各相桥臂的杂散电感,并在数据表中标示了最大值(请参见图32)。
6 单元配置模块的等效电路及寄生电感
图31 6 单元配置模块的等效电路及寄生电感。电源端子以及二极管和IGBT 之间的杂散电感已被简化。
模块的杂散电感
图32 模块的杂散电感(摘自数据表)
6.3 模块电阻RCC’+EE’
模块的引线电阻进一步加剧了电压降和功率损耗。数据表中规定的值,是一个开关的电源端子之间的引线电阻(图33)。按照图34 所示等效电路,电源模块的引线电阻被定义为:
 电源模块引线电阻
图33 电源模块引线电阻(摘自数据表)
电源模块引线电阻的等效电路
图34 电源模块引线电阻的等效电路
6.4 冷却回路
所规定的冷却回路中的压力降低值,是设计冷却系统时要考虑的重要参数(请参见图35)。由于采用了数据表中规定的冷却器,因此,这个压力降低值,是在典型冷却条件下的值(请参见图36)。
如图35 所示,绝不可超过所规定的冷却回路中的最高压力,即使是在试验过程中!超过这个最高压力,可能弯曲基板,其风险是导致冷却回路发生泄漏。
冷却回路中的压力降低和最高压力
图35 冷却回路中的压力降低和最高压力(摘自数据表)
用于标示热性能和冷却回路中的压力降低的冷却器
图36 用于标示热性能和冷却回路中的压力降低的冷却器(摘自数据表)
6.5 安装扭矩M
数据表中规定了对电源模块进行机械安装和电气接线所使用的扭矩(请参见图37)。对于确保以适当的夹紧力,将电源模块安装到散热器上,以及确保可靠地实现母线排与电源模块的电气连接,这些值很重要。关于安装过程的详细信息和建议,请参阅参考资料[6]。
安装扭矩要求
图37 安装扭矩要求(摘自数据表)

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