- 關于IGBT關鍵參數的說明
- 文章原創，素材來源：Infineon
- 結合實踐經驗，對相關信息做了補充說明，相關參考詳見文末
- 本篇為節選，完整內容會在知識星球發布，歡迎學習交流（全文12,000字）
2.1最大額定值：V_CES, V_GES, I_Cnom, I_CRM
2.2 反偏安全工作區：RBSOA
2.3 脈沖電流：I_CRM, I_RBSOA
2.4 CE級飽和壓降：V_CEsat, 柵極閾值電壓：V_GEth
2.5 開關特性參數
柵極電荷：Q_G
外部門級電阻：R_Gext
外部門級電容：C_GE
開關時間：t_don, t_r, t_doff, t_f
短路電流：I_SC
3.1反向重復峰值電壓：V_RRM
3.2正向額定電流值：I_F
3.3正向重復峰值電流：I_FRM
3.4浪涌能力：I2t
3.5正向壓降：V_F
3.6開關特性參數
3.7二極管的SOA
4. 熱性能參數 (知識星球發布)
4.1 熱傳遞路徑
4.2 熱阻：R_thjc, R_thch
4.3 瞬態熱阻抗：Z_thjc
5. 模塊整體相關參數 (知識星球發布)
6. NTC相關參數(知識星球發布)
注: 本篇為節選，完整內容會在知識星球發布(點擊文末"閱讀原文")
01 基本介紹
02 IGBT相關參數
（知識星球中發布）
2.1最大額定值：V_CES, V_GES, I_Cnom, I_CRM...
2.2 反偏安全工作區：RBSOA...
2.3 脈沖電流：I_CRM, I_RBSOA...
2.4 CE級飽和壓降：V_CEsat, 柵極閾值電壓：V_GEth...
2.5 開關特性參數
2.5.1 柵極電荷：Q_G
規格書中給出的Q值是V_GE = ±15V條件下的典型值，這個值主要用于計算驅動IGBT門級所需要的驅動功率P_Gate，具體請參考該下面公式。
1. 如果實際中采用V_GE =+15V / -8V，則需要將規格書中給出的Q_G進行折算：Q_G 需要乘以0.8的系數2. 如果門級有外加的C_GE，則公式中的Q_G或者C_ies也應該包括模塊外部加的C_GE。其中，C_ies是IGBT芯片的等效輸入電容值，具體表征的含義可參見下圖。
由芯片廠商內置在IGBT芯片上的，主要是為了實現模塊內部芯片的開關一致性及并聯時的均流。在計算驅動電路的峰值電流時R_Gint也應該作為門及驅動電阻的一部分，綜合考慮。
2.5.3 外部門級電阻：R_Gext
外部門級電阻R_Gext，就是我們經常說的R_Gon和R_Goff，在客戶的實際應用中，可以通過調節外部門級電阻R_Gext來優化IGBT的開關特性。
1. 外部門級電阻的取值既不能太大，又不能太小，太大則開關損耗較大，使器件的性能無法充分發揮，太小則容易引起開關波形的震蕩或引起EMI的問題，甚至損壞IGBT和二極管。2. 在實際應用中，門級電阻的最小值可以參考規格書中E_on 、E_off的測試條件中給出的R_Gon和R_Goff值。該值為英飛凌根據器件特性推薦的最小門級電阻值。-> 擴展：如何通過測試，選定最合適的門級電阻值？可以以此電阻值作為初始的門級電阻，逐漸增大，然后綜合考量、平衡不同電阻值下的情況下：觀測IGBT關斷時的電壓過沖V_CEpeak和關斷損耗E_off，確定合適的門級電阻值；或者通過設置不同的R_Gon和R_Goff來達到最優的參數匹配，從而實現：開關損耗較小+關斷電壓較低。
2.5.4 外部門級電容：C_GE
對于高壓大功率模塊，推薦采用外部C_GE去控制IGBT的開關速度。
通過采用外部C_GE可以解偶開通時的di/dt和dv/dt，從而可以同時實現較小的開通損耗、開通時的di/dt。下圖表達得很清楚：
2.5.5 開關時間：t_don, t_r, t_doff, t_f
這些參數受其他條件的影響：如規格書中測試條件的相關參數I_G(R_G), I_C, V_GE, T_vj。這些參數除了表征IGBT開關快慢，最主要的用處是可以估算設定的死區時間t_DT，如下給出的計算公式。
那么，t_don, t_r, t_doff, t_f物理上究竟代表什么呢？t_don, t_r, t_doff, t_f具體代表的物理意義可以參考如下波形圖，表達的很清楚，不再做文字解釋。
我們接著看看開關損耗，這也是和我們實際應用息息相關的內容，包括兩處：
上圖中需要特別注意的是：英飛凌定義開關損耗時，遵循10%到20%積分線的規則，而有些廠家則采用百分之10%到10%的積分線，這將導致同樣測試條件下規格書中標稱的開關損耗減少10%至25%，IGBT的選型要站在同一評估標準下進行。
2.5.7 短路電流：I_SC
（知識星球中發布）
下面是IGBT的另一個重要參數，即短路特性參數，包括：...下圖說明了短路類型I和短路類型II的物理含義：...
（知識星球中發布）
短路特性參數I_SC和T_P是受短路條件決定的，有如下相關參數：...
下圖表達了短路條件對I_SC的影響：...
03 Diode相關參數
（知識星球中發布）
3.1反向重復峰值電壓：V_RRM...
3.2正向額定電流值：I_F...
3.3正向重復峰值電流：I_FRM...
3.4浪涌能力：I2t...
3.5正向壓降：V_F...
3.6開關特性參數...
3.7二極管的SOA...
04 熱性能參數
（知識星球中發布）
4.1 熱傳遞路徑...
4.2 熱阻：R_thjc, R_thch ...
4.3 瞬態熱阻抗：Z_thjc...
05 模塊整體相關參數
（知識星球中發布）
...
06 NTC相關參數
（知識星球中發布）
以上是關于<電動汽車驅動系統IGBT關鍵參數指南>總結(節選)，記錄于2020年的一段筆記，陸續補充了一些理解，這段筆記在后續工作中有多次用到，或許會有些價值。完整版內容與解讀在知識星球「SysPro系統工程智庫」的<電力電子>專欄發布 (全文12000字)，歡迎閱讀學習！實際應用中，建議大家參考之前整理的<IGBT關鍵特性參數指南>一并查閱，同時，可以結合5月17日更新的<IGBT基礎培訓視頻>拓展學習。
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2025年1月10日
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