(no subject)
Trench 4 -Универсальная технология IGBT.
Переход на новую серию
Использование новых типов кристаллов IGBT в стандартных конструктивах дает возможность увеличить техническую эффективность и мощностные характеристики силовых преобразовательных устройств без изменения их конструкции. Основной задачей, поставленной при разработке 4-го поколения Trench IGBT, стало комплексное улучшение параметров проводимости, динамических характеристик и обеспечение более плавного характера переключения. Статья посвящена особенностям применения данных элементов, особое внимание уделено вопросам, связанным с заменой силовых ключей предыдущих серий на компоненты нового поколения.
Arendt Wintrich
(Арендт Винтрих)
Андрей Колпаков
Основные особенности IGBT Trench 4 -Улучшение характеристик кристаллов IGBT Trench 4 достигнуто благодаря оптимизации основных элементов вертикальной структуры чипа: n-базы, n- Field Stop слоя, предназначенного для повышения напряжения пробоя, и эмиттера. В результате модернизации Trench-технологии удалось снизить суммарное значение потерь в широком диапазоне частот и обеспечить более плавный характер переключения. Не менее важным достижением является увеличение допустимой рабочей температуры Tjmax кристаллов с 150 до 175 °C. Благодаря этому применение нового поколения модулей IGBT позволяет увеличить запас по перегрузке в динамических режимах и повысить надежность работы преобразователей. После многочисленных тестов было принято решение выпускать компоненты 4-го поколения в двух версиях (Т4 и Е4), отличающихся скоростью переключения и динамическими свойствами при параллельной работе.
В таблице 1 приведены основные параметры IGBT различных типов при температуре Tj = 125 °C. Для корректности сопоставления для чипов 4-го поколения добавлены соответствующие величины при Tj = 150 °C.Для наилучшей адаптации нового поколения силовых ключей к условиям применения было разработано 2-й версии чипов Trench 4, отличающихся динамикой и получивших название Т4 и Е4. Минимальный уровень потерь переключения при наивысшей скорости коммутации di/dt обеспечивает вариант Т4. Однако большее значение di/dt означает и повышенный уровень перенапряжений на DC-шине в соответствии с выражением dV = LS 6 di/dt (LS - паразитная индуктивность цепи коммутации). Поэтому вариант Т4 было решено использовать для всех модулей с рабочим напряжением 600 В, а также для ключей 12 и 17 класса, номинальный ток коллектора которых не превышает 150 А. Что касается более мощных компонентов, то они будут доступны или в обеих версиях, или только в исполнении Е4, обеспечивающем меньший уровень перенапряжений и лучшее распределение токов при параллельном соединении (табл. 2. )
Как уже было отмечено, IGBT новой генерации отличаются пониженным уровнем динамических потерь. Значение параметра Eoff даже у «медленных» Е4 несколько меньше, чем у наиболее универсальных на данный день модулей SPT, а по сравнению с Тrench IGBT третьего поколения этот показатель улучшен на 30%. Причем это сравнение справедливо как для стандартных условий измерения (125 °С), так и для новых (155 °С), оговоренных в спецификации.
В зависимости от температуры кристалла, энергия потерь Esw может быть рассчитана в соответствии....
Продолжение найдете по линку:
Trench 4 -Универсальная технология IGBT