IGBT模塊機(jī)械構(gòu)造相關(guān)的電氣特性參數(shù)

IGBT模塊參數(shù)詳解-模塊整體參數(shù)

該部分描述與IGBT模塊機(jī)械構(gòu)造相關(guān)的電氣特性參數(shù)，包括絕緣耐壓、主端子電阻、雜散電感、直流電壓能力。

絕緣耐壓

為了評(píng)定IGBT模塊的額定絕緣電壓值，將所有端子連接到一起，接至高壓源高端，基板接至測(cè)試儀器低壓端。高阻抗高壓源必須提供需要的絕緣測(cè)試電壓Viso，將測(cè)試電壓逐漸提升至規(guī)定值，該值可由下式確定并保持規(guī)定的時(shí)間t，然后將電壓降為0。對(duì)于內(nèi)部帶有NTC的IGBT模塊，可通過(guò)在接地的NTC與其他連到一起的所有控制及主端子之間接高壓，驗(yàn)證絕緣要求。

合適的絕緣電壓取決于IGBT的額定集電極-發(fā)射極電壓，對(duì)于1700V IGBT模塊大部分應(yīng)用需要2.5KV的絕緣耐壓要求。但對(duì)于牽引應(yīng)用，同樣1700阻斷電壓的IGBT模塊需要4KV的絕緣耐壓能力。因此，選擇IGBT模塊時(shí)，關(guān)注應(yīng)用場(chǎng)合是非常重要的。因?yàn)榻^緣測(cè)試意味著模塊被施加極端壓力，如果客戶需要重復(fù)測(cè)試，則建議降額值最初值的85%。

高壓模塊也同樣采用標(biāo)準(zhǔn)IEC1287進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，保證長(zhǎng)時(shí)間工作可靠性。

上圖所示的絕緣耐壓測(cè)試應(yīng)該在IGBT模塊的可靠性測(cè)試之前及之后進(jìn)行，可作為該壓力測(cè)試下的部分失效判據(jù)。

內(nèi)部NTC的絕緣只是滿足一個(gè)功能性隔離要求。在柵極驅(qū)動(dòng)電路失效時(shí)，綁定線有可能由于失效事件改變位置，移動(dòng)的綁定線或者失效過(guò)程電弧放電產(chǎn)生的等離子有可能與NTC接觸。因而，如果有對(duì)絕緣能力有更高的要求，需要額外增加外部絕緣隔板。

雜散電感Lδ

雜散電感在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)導(dǎo)致浪涌電壓，為主要的EMI來(lái)源。同時(shí)，結(jié)合組件的寄生電容形成諧振電路，從而使電壓及電流在開(kāi)關(guān)瞬間震蕩。有雜散電感產(chǎn)生的瞬間過(guò)壓可由下式計(jì)算，因此為了減少關(guān)斷瞬間的過(guò)壓，雜散電感應(yīng)該設(shè)計(jì)成最小。

IGBT模塊內(nèi)部雜散電感值如下圖所示，取決于IGBT的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

主端子電阻

IGBT模塊主端子的電阻會(huì)進(jìn)一步造成壓降及損耗。規(guī)定的單個(gè)開(kāi)關(guān)功率端子的電阻值如下圖，該值是指功率端子到芯片之間連接部分阻值。主端子產(chǎn)生的損耗會(huì)直接加到模塊的外殼上。

根據(jù)下圖模塊端子電阻的等效電路

可以得到整個(gè)模塊主端子的電阻為：

DC stability (VCED)

對(duì)于高壓模塊，宇宙射線的影響會(huì)更加嚴(yán)重，規(guī)定了會(huì)產(chǎn)生可忽略的失效率100fit情況下的直流電壓值，如上圖所示。直流穩(wěn)定電壓是在室溫及海平面下測(cè)得，不建議設(shè)置直流電壓超過(guò)VCED。

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審核編輯：彭菁