IGBT模块参数详解五-模块整体参数

该部分描述与IGBT模块机械构造相关的电气特性参数，包括绝缘耐压、主端子电阻、杂散电感、直流电压能力。
绝缘耐压：
为了评定IGBT模块的额定绝缘电压值，将所有端子连接到一起，接至高压源高端，基板接至测试仪器低压端。高阻抗高压源必须提供需要的绝缘测试电压Viso，将测试电压逐渐提升至规定值，该值可由下式确定并保持规定的时间t，然后将电压降为0。英飞凌的IGBT模块设计至少可达到IEC61140标准的等级1，对于内部带有NTC的IGBT模块，可通过在接地的NTC与其他连到一起的所有控制及主端子之间接高压，验证绝缘要求。 合适的绝缘电压取决于IGBT的额定集电极-发射极电压，对于1700V IGBT模块大部分应用需要2.5KV的绝缘耐压要求。但对于牵引应用，同样1700阻断电压的IGBT模块需要4KV的绝缘耐压能力。因此，选择IGBT模块时，关注应用场合是非常重要的。英飞凌除了工业应用的1200V模块满足VDE0160/EN50178要求，其他所有的IGBT模块都按照IEC1287通过了绝缘测试。因为绝缘测试意味着模块被施加极端压力，如果客户需要重复测试，则建议降额值最初值的85%。 Insulation test voltage
高压模块也同样采用标准IEC1287进行局部放电试验，保证长时间工作可靠性。 上图所示规格书中的绝缘耐压测试应该在IGBT模块的可靠性测试之前及之后进行，可作为该压力测试下的部分失效判据。
内部NTC的绝缘只是满足一个功能性隔离要求。在栅极驱动电路失效时，绑定线有可能由于失效事件改变位置，移动的绑定线或者失效过程电弧放电产生的等离子有可能与NTC接触。因而，如果有对绝缘能力有更高的要求，需要额外增加外部绝缘隔板。
杂散电感Lδ
杂散电感在开关转换时会导致浪涌电压，为主要的EMI来源。同时，结合组件的寄生电容形成谐振电路，从而使电压及电流在开关瞬间震荡。有杂散电感产生的瞬间过压可由下式计算，因此为了减少关断瞬间的过压，杂散电感应该设计成最小。 规格书中的IGBT模块内部杂散电感值如下图所示，取决于IGBT的拓扑结构。 Module stray inductance
主端子电阻：
IGBT模块主端子的电阻会进一步造成压降及损耗。手册里规定的单个开关功率端子的电阻值如下图，该值是指功率端子到芯片之间连接部分阻值。主端子产生的损耗会直接加到模块的外壳上。 Module lead resistance 根据下图模块端子电阻的等效电路 可以得到整个模块主端子的电阻为 DC stability (VCED) 对于高压模块，宇宙射线的影响会更加严重，规格书规定了会产生可忽略的失效率100fit情况下的直流电压值，如上图所示。直流稳定电压是在室温及海平面下测得，不建议设置直流电压超过VCED。