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英飞凌E3和T3系列1200V IGBT模块的性能差异

1. 1200V IGBT的芯片工艺
通过优化第三代1200V IGBT系列产品——E3的性能有了进一步的提升。提升后的产品就是T3系列的IGBT。
T3系列IGBT减小了集射极饱和电压(VCEsat) 和关断损耗(Eoff) 。
所有1200V IGBT产品的总开关损耗与饱和电压的关系
图 1.1. 所有1200V IGBT产品的总开关损耗与饱和电压的关系
这种优化后的T3器件工作在更高的工作频率。功率损耗减小和电流密度提高扩大了IGBT模块系列产品的应用范围。
2. 输出特性
图 2.1 为T3和E3系列IGBT的典型输出特性。
 输出特性 (典型)
图 2.1 输出特性 (典型)
两种IGBT(典型的)集射极饱和电压 (VCEsat)均为1.7V。在结温Tvj=25°C时E3和T3没有差别。
从 T3 系列IGBT在最大结温Tvjop=125°C和额定电流 (ICnom)时的输出特性图可看出,T3系列的集射极饱和电压 (VCEsat)比E3系列减小了大约100mV。
3. 开关特性
3.1. 开通
两种IGBT3典型的开通过程如图3.1.1和图 3.1.2所示。
FS75R12KT3的开通过程(典型)
图 3.1.1. FS75R12KT3的开通过程(典型)
FS75R12KE3的开通过程(典型)
图 3.1.1. FS75R12KE3的开通过程(典型)
两种芯片的开通过程差不多,几乎没有差别。
3.2. 开通损耗
E3和T3系列IGBT典型的开通损耗通过FS75R12KE3和FS75R12KT3两种IGBT模块为例进行对比。开通损耗是关于集电极电流的方程Eon = f (IC)。如图3.2.1.所示。
开通损耗(典型值) E3 vs. T3
图 3.2.1. 开通损耗(典型值) E3 vs. T3
E3和T3系列IGBT的典型开关损耗几乎没有差别。
3.3. 关断
两种IGBT典型的关断过程如图3.3.1和图 3.3.2所示。
FS75R12KT3的关断过程(典型)
图 3.3.1. FS75R12KT3的关断过程(典型)
FS75R12KE3的关断过程(典型)
图 3.3.2. FS75R12KE3的关断过程(典型)
从两种芯片的关断过程可看出IGBT3-E3有更软的关断过程。
3.4. 总的关断损耗
和E3系列IGBT相比,T3系列IGBT减小了总的关断损耗。图3.4.1给出FS75R12KE3 和 FS75R12KT3关断损耗的典型特性,该关断损耗是集电极电流的方程。
Eof f = f (IC) @ ( FS75R12KE3 / FS75R12KT3 )
总关断损耗(典型)E3 vs. T3
图 3.4.1 总关断损耗(典型)E3 vs. T3
T3系列IGBT的关断损耗(FS75R12KT3 Eof f= 8.1m J)在额定工作条件下比E3系列(FS75R12KE3 Eo f f= 9.5mJ)减小了大约17%。
因为IGBT3 - T3在关断过程的软度有所降低,为了更好地利用IGBT3 -T3关于降低关断损耗的优点,需要减小电路中的杂散电感。
关断过程电流的急剧减小,再加上直流环节和模块的寄生电感,在IGBT上会产生过电压。
关断过程中产生的加在IGBT上的过压必须限制小于模块的能承受的最大电压(VCES)。
 
 

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