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开关的安全工作区

IGBT 作为硬性开关,要使其工作点尽可能的接近长方形的工作曲线,i = f(U)。这个工作点所达到的范围,在这个范围内不会造成损坏,就被称为安全工作区(SOA),图中所述:
SOA 对应单开关和单脉冲操作
RBSOA(Reverse Biased SOA)对应周期性的关断
SCSOA(Short Circuit SOA)的非周期性的短路关断
大多数SOA-曲线图是对应芯片,这意味着在关闭时,模块端口规定的最高电压VCES必须要保留一定的富裕量,因为模块中寄生电感LCE 也会产生电压差。(RBSOA,SCSOA 同样)。另外,相比较芯片的信息,对RBSOA 和SCSOA 模块连接的限制也取决于控制条件。
3.3.4.1 单脉冲式和周期开通的最大安全工作区(SOA)
图3.3.27 显示了单脉冲操作时,工作点在对数刻度图表上的移动过程图Ic= f(VCE)。
见第3.3.1 章节,图3.3.27 显示了电压和电流被限制在极限值VCES 和ICRM之内。
SOA 的范围是:
- 最大允许集电极电流(水平边界)
- 最大集电极-发射极电压(垂直边界)
重要的是,限制在极限值内的电流不会使IGBT 模块超过它的最高允许温度Tj= 150°C或175°C。这时的 IGBT 模块只能用作开关。只有在切换是通过线性放大区时,放大功能IC=f(VGE)是允许的,但长时间的这种工作模式,会因为放大特性使IGBT 或并联的芯片过载而损坏。因此,过去使用的,采取最大脉冲宽度的对角线曲线演示和直流工作状态到功耗最大值的安全区,都是不正确的。
单脉冲式和周期开通的最大安全工作区,IC=f(VCE) VCES 和ICRM 是极限值
 

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