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模块结构的额定值

集电极-发射极寄生电感LCE
它是从顶部的集电极到底部的发射极的电感总和,它是通过一个开关过程电压降测量出来的。图3.3.13 上寄生电感LC 和LE 已经表示出它们的连接端口。
寄生终端欧姆电阻RCC’+EE’
因为数据文件给出的饱和电压VCE(SAT)都是指芯片的技术值(见条件说明),所以要计算模块的饱和电压必须要分别计算内部模块(连接线,端子,...)的电压降,也就是电阻上的压降。半桥式模块所有的分电阻在数据文件上被归纳成端口电阻RCC’+EE’。在图3.3.13 的寄生电阻同样被归纳为端口电阻。
IGBT 模块的热阻Rth(C - S)
对于带底板模块的热阻Rth(C - S),它描述了从模块底板(下标c)到散热器(下标s,参见图3.3.10)的热传导过程。IGBT 模块不论是单个还是多组带续流二极管的IGBT开关,它标出了静态散热特性,这个热阻的大小同散热器和底板的表面积、模块连接散热器的导热层的特性和厚度、冷却器的散热表面积和固定螺钉的力矩都有关系。壳体温度Tc 和冷却器温度Ts 的温差为 Tc-s,当模块中的IGBT 和二极管在给定的功耗时,可以得出: Tc-s= Tc –Ts = N PV · Rth(c-s)
至于不带底板的模块(SEMITOP,SKiiP,SKiM,MiniSKiiP),我们不能区分Rth(j-c)和Rth(c-s),在这里只能对IGBT 开关以及续流二极管(所有芯片的并联组合)给出了热阻Rth(j-s)(参见图3.3.10)。当数据文件是建立在一个内部有温度传感器模块测量的温度基础上,必须考虑到它同芯片温度Tj 和外壳温度Tc(带底板模块)以及或散热片温度Ts(无底板模块)的温差。

IGBT的热阻抗Zth(j-c)和Zth(j-c)I和反向二极管的热阻抗Zth(j-c)d除了热阻我们还通过等效电路(图3.3.14)来了解动态传热特性的热阻抗。在数据文件中可能给出热阻抗Zth 关于参数Ri 和τi 以及到3 或4 个时间常数的数值,或给出图表曲线
动态热等效电路τi = Rthi· Cthi
并联的IGBT 或二极管芯片被认为是一个元器件。对无底板模块必须给出每个IGBT 的特征值Zth(j-c), Zth(j-s)I和每个二极管的Zth(j-s)D。当数据文件是建立在一个内部有温度传感器模块测量的温度基础上,必须考虑到它同芯片温度Tj 和外壳温度Tc(带底板模块)以及或散热片温度Ts(无底板模块)的温差。
机械额定值Ma,Mt,w
在数据文件中给出:
扭矩Ma,固定螺钉的扭矩(最小和最大值)
扭矩Mt,固定端口的扭矩(最小和最大值)
重量w,模块的重量。
内部温度传感器的额定值 Rts,R100,B100/125,和允许误差
赛米控公司生产的不同产品系列都含有温度传感器(SEMiX,MiniSKiiP,SKiiP,SEMITOP,SKiM),它是被安置在芯片附近的DCB 基板上。这些传感器根据它们不同的位置,给出不同结果,比如,温度接近基板温度(含底座板模块),以及接近散热器温度(不含底座板模块)等。不同的产品系列使用了不同的材料,根据材料的温度系数是PTC(正温度系数)或NTC(负温度系数)来决定热阻是随着温度的上升而上升还是下降。在数据文件中温度传感器给出的热阻Rts 或R100 是在温度为25°C 和100°C 的条件下,在100°C 时的测量误差通过系数B100/125 来确定。详细的论述见第2.6 章节。
3.3.3 曲线图
在数据文件会出现一些曲线图,本章将给出一些IGBT 资料图表,通常它会在一般的IGBT 开关或续流二极管电路中用到。并不是这里讨论的所有图表都会在数据文件中给出。如果一个图表会在其他章节中被详细讨论,我们会给出提示。
[图1] 带RCC’+EE’的典型的正向输出特性曲线IC=f(VCE)
在温度Tj =25°C 和125°C/150°C 时,饱和区输出特性曲线,VGE 作为一个参数(图3.3.15)。我们可以明显看出,集电极-发射极饱和电压VCE(SAT)的正向温度系数并随着发射极电压VGE 的升高而减少。与表格数据不同的是这里的电压差是模块连接端口的值,即VCE(sat)的值包括寄生电阻RCC’+EE’的电压差。
典型IGBT 的输出特性
正向电压的VCE(sat)在从小电流开始一直是正温度系数。
[图2]集电极电流同外壳温度的关系
当壳体温度同数据文件要求的不同时,图3.3.16 给出了集电极直流电流的降幅(没有额外的开关损耗)。在数据文件上给出在壳体温度25°C 或80°C 时,集电极电流IC。当Tc 大于25°C 时,IC = (Tj(max) – Tc) / Rth(j-c) · VCE(sat),当Tc 小于25°C 时,它保持数据文件给出的集电极电流的极限值。
集电极电流同外壳温度的关系
 

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