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英飞凌IGBT模块% Z7 [+ a, w; i: N' n
7 H @ @4 q6 }6 q& I+ Y 对于一个具体的应用来说，在选择IGBT功率模块时，需要考虑其在任何静态、动态、过载（如短路）的运行情况下：' E5 y/ U* b0 g1 _
* g* J/ d, G2 y6 D5 a# ]- o) B 器件耐压；
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在实际的冷却条件下，电流的承受力；
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# c" {% J/ ?; P, U4 K" h 最适合的开关频率；
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安全工作区（SOA)限制；
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% I( E4 h. \$ _+ B6 {/ m! e 最高运行限制；
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0 j% K! A6 y/ x 封装尺寸；/ E1 g2 _7 x: T/ W9 Q$ m# W9 _
2 H( M G- n# l$ o: R* @5 K" I5 |& ?( r) K 1、IGBT耐压的选择
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因为大多数IGBT模块工作在交流电网通过单相或三相整流后的直流母线电压下，所以，通常IGBT模块的工作电压（600V、1200V、1700V）均对应于常用电网的电压等级。考虑到过载，电网波动，开关过程引起的电压尖峰等因素，通常电力电子设备选择IGBT器件耐压都是直流母线电压的一倍。如果结构、布线、吸收等设计比较好，就可以使用较低耐压的IGBT模块承受较高的直流母线电压。+ Z3 v6 _7 \8 X. n
+ x- ^6 O8 Y' [0 ]) L 下面列出根据交流电网电压或直流母线电压来选择IGBT耐压的参考表：
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8 r* h. L1 s. M& y0 E 2、IGBT电流的选择- ~4 B( R/ \$ Q0 V
) R N5 v/ ~$ e, b: \( T; L 半导体器件具有温度敏感性，因此，IGBT模块标称电流与温度的关系比较大。随着壳温的上升，IGBT模块可利用的电流就会下降，英飞凌IGBT模块是按壳温Tc=80℃或100℃来标称其最大允许通过的集电极电流（Ic).对于英飞凌NPT-IGBT芯片来说，当Tc＜25℃时，这个电流值通常是一个恒定值，但是，随着Tc的增加，这个可利用的电流值下降较快，有些IGBT品牌是按照Tc=25℃的电流值来标称型号，这个需要特别注意。! L* R9 r- h& ]2 u
& d. Y" s( V* c0 m 英飞凌IGBT3集电极电流Ic随壳温Tc的变化
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* Q2 d ^$ q9 S( I& b7 v 需要指出的是：IGBT参数表中标出Ic是集电极最大直流电流，但这个直流电流是有条件的，首先最大结温不能超过150℃，其次，还受的安全工作区（SOA)的限制，不同的工作电压、脉冲宽度，允许通过的最大电流不同。同时，各大IGBT品牌也给出了两倍于额定值的脉冲电流，这个脉冲电流通常指脉冲宽度为1ms的单脉冲能通过的最大通态电流值，即使可重复也需要足够长的时间。如果脉冲宽度限制在10us以内，英飞凌IGBT3短路电流承受能力可高达10倍的额定电流值。这种短路也不允许经常发生，器件寿命周期内总次数不能大于1000次，两次短路时间间隔需大于1s.% O- h2 |# f; p
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在电力电子设备中，选择IGBT模块时，通常是先计算通过IGBT模块的电流值，然后根据电力电子设备的特点，考虑到过载、电网波动、开关尖峰等因素考虑一倍的安全余量来选择相应的IGBT模块。但严格的选择，应根据不同的应用情况，计算耗散功率，通过热阻核算具最高结温不超过规定值来选择器件。通过最高结温可选择较小的IGBT模块通过更大的电流，更加有效地利用IGBT模块。: s. G; F, J5 `: s5 \
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3、根据开关频率选择不同的IGBT系列
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( r$ O* B( Y3 y IGBT的损耗主要由通态损耗和开关损耗组成，不同的开关频率，开关损耗和通态损耗所占的比例有所不同。而决定IGBT通态损耗的饱和压降Vce(sat)3 Z# ?; F& X A' F
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和决定IGBT开关损耗的开关时间（ton,toff)又是一对矛盾，因此，应根据不同的开关频率来选择不同特征的IGBT。: B( p: a1 B( h! b) n
! X* O" q! _# I' T+ A* D 在低频如fk＜10kHz时，通态损耗是主要的，这就需要选择低饱和压降型IGBT系列。对应英飞凌产品需先用后缀为DLC、KE3、KE4、ME4系列IGBT；
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. |; {% N0 k( C5 R; d! `, M5 d 若开关频率在8-20kHz之间，请使用英飞凌后缀为DN2、RT4、KT4的IGBT模块.1 w! J, y$ T$ s- k/ y9 a/ ?
- j* x+ S2 Z7 j$ S/ ` 当开关频率fk＞20kHz时，开关损耗是主要的，通态损耗占的比例较小。最好选择英飞凌短拖尾电流KS4高频系列，KS4高频系列，硬开关工作频率可达40kHz；若是软开关，可工作在150kHz左右。. S t U4 B" \: G2 {4 E
/ R% Q" w- k8 h2 x. \6 }# U* u: _ IGBT在高频下工作时，其总损耗与开关频率的关系比较大，因此，若希望IGBT工作在更高的频率，可选择更大电流的IGBT模块；另一方面，软开关主要是降低了开关损耗，可使IGBT模块工作频率大大提高。随着IGBT模块耐压的提高，IGBT的开关频率相应下降，下面列出英飞凌模块不同耐压，不同系列工作频率的参考值。
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