**IGBT技術(shù),優(yōu)化變頻器設計

全球對于節能和綠色能源的需求使得馬達變頻驅動(dòng)在工業(yè)應用領(lǐng)域不斷增長(cháng)，甚至還擴展到民用產(chǎn)品和汽車(chē)領(lǐng)域。因此在過(guò)去幾年，市場(chǎng)對變頻器的需求量和相應的產(chǎn)量一直在持續增長(cháng)。隨著(zhù)產(chǎn)量的不斷擴大和技術(shù)趨向成熟，變頻器市場(chǎng)競爭也日益激烈，對產(chǎn)品性?xún)r(jià)比的要求不斷提高。

　　標準的三相交流驅動(dòng)變頻器使用絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 來(lái)實(shí)現主電路中的6個(gè)開(kāi)關(guān)，現在除少量小功率、低成本變頻器采用分立IGBT器件外，一般工業(yè)變頻器均采用模塊化IGBT(包括IPM)。模塊化概念為用戶(hù)提供了一個(gè)采用絕緣封裝且經(jīng)過(guò)檢驗的功率開(kāi)關(guān)組件，從而減輕了設計工作量，改進(jìn)系統性能，并提高了變頻器的功率等級。

　　但即便使用IGBT模塊，設計上的挑戰依然存在。由于IGBT模塊的惡劣工作條件(在高壓和高溫下對大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制)和半導體器件固有弱點(diǎn)，設計工程師必須在確保IGBT模塊能夠**工作的同時(shí)，發(fā)揮其*大性能以實(shí)現低成本設計。

　　本文將首先陳述變頻器設計工程師所面臨的主要挑戰，然后介紹來(lái)自英飛凌科技的**IGBT芯片和封裝技術(shù)及支持工具，并簡(jiǎn)要陳述這些解決方案的優(yōu)點(diǎn)。

變頻器設計面臨的挑戰

　　IGBT能夠**運行是應用的首要要求。**運行有兩個(gè)基本的條件，超越這兩個(gè)條件運行可引起器件的長(cháng)久性損壞，這兩個(gè)條件分別是：

　　1) Vce ≤ Vces，其中Vce是集電極-發(fā)射極瞬態(tài)電壓，Vces是IGBT芯片的阻斷電壓(數據表上規定為600V/1200V/1700V/3.3kV/6.5kV)

　　2) Tj ≤ Tvj,op,max，其中Tj是IGBT芯片的瞬時(shí)結溫，Tvj,op,max(數據表上規定為125℃或150℃)是進(jìn)行開(kāi)關(guān)工作時(shí)所允許的*大結溫

　　要在應用中遵循這兩個(gè)條件，必須先理解Vce和Tj是如何建立的。