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IGBT模块的几项新技术介绍
IGBT的模块内置整流模块电路、逆变主回路和再生回路,以降低损耗和降低成本,这种新型模块称为功率集成模块,简称PIM(PowerIntegratedModule)。IGBT模块是一种高速开关,第四代IGBT在开发中主要采取如下几项新技术。
(1)FWD(FreeWheelingDiode)技术
在模块中选用降低正向电压(VF)的二极管器件,据测试在600V和1200V系列中,逆变器载波频率为10kHz时产生的损耗与旧系列相比降低20%。
(2)蚀刻模块单元的微细化技术
由于控制极的宽度(LH)已达到*佳化设计,故集电—射极之间的饱和电压VCE(SAT)可降低0.5V,使开关损耗降低。
(3)NPT(NonPunchThrough)技术
使载流子寿命得到控制,从而减少开关损耗对温度的依存性。这样,可减少长期使用过程中的开关损耗。
对于IGBT这类高速开关的要求无非是高速性和柔性恢复性。对于正向电压VF和恢复损耗Err二者相比,在设计时宁可选择较高的VF值。但当选用高VF值在变频器低频工作时,将会使FWD的导通时间加长并使平均损耗增加,也使变频器在低速高力矩时温升提高。为此第四代IGBT特别注意到设计*佳的电极构造,从而改善了VF、Err关系,使FWD的VF降低0.4V~0.5V,总损耗减少20%。
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