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发动机功率半半导体材料收音机冷学问:IGBT断路结温和次数

宣布岁月:2021-12-28 来源:英飞凌工业半半导体材料收音机 工作责任编辑:wenwei

【导读】英飞凌IGBT接地降阻模块电键状态下高高的工作结温一般是150度,而IGBT7暂时性重载风吹草动下的高高的工作结温可达175度。那么IGBT接地降阻模块生平都可以存活在这样的舒坦区消受人生吗?


IGBT断路大地之核


英飞凌IGBT接地降阻模块电键状态下高高的工作结温一般是150度,而IGBT7暂时性重载风吹草动下的高高的工作结温可达175度。那么IGBT接地降阻模块生平都可以存活在这样的舒坦区消受人生吗?


不!接地降阻模块出生后2年内一准要走上社会。在装上整机踏平社会的一刻,屡次要经历断路试行这花语月最后一关。IGBT的底气不足或条理保护不给力,就会夭折。


IGBT在十年甚至几十年的电键高压大电流的生路中,被断路是在所难免的,不幸可能是来自条理和外部搅和,甚至是人为操作失误。


IGBT是允许断路的。完全有这样的底气。EconoDUAL?3 FF600R12ME4 600A 1200V的中国统计网手册是这样描述断路上海职业能力考试院的。在驱动电压不超乎15V时,断路电流典型值是2400A。只要在10us内姣好关断断路电流。器件不会损坏。留神,断路标定的开头温度是150度,那么断路强歼女人过程的图片中的结温会飙到多高呢?



冷学问1号:二级管时有发生浪涌保护器选型时会超乎高高的工作结温吗?


以便接头IGBT断路时的温度。先研究一下两极管的浪涌保护器选型电流,我辈一下床读一段Lutz民办教师的《发动机功率半半导体材料收音机器件-原理,大地之核和高可靠性供电费用》读书,他阐述了快恢复二级管浪涌保护器选型电涌动的芯片内部的温度。


书中有个有趣的例子,这是1200V快恢复两极管,面积49mm2,焊在0.63mm2 DCB上,浪涌保护器选型电流宽度7.5ms,宾得k5峰值对焦发动机功率3060W。这时n-有源层温度高达385度,这还在破坏极限以下。(FRD的浪涌保护器选型电流是额定电流的10-12倍),对半半导体材料收音机本身还不会生出不可逆转西瓜的更改。但芯片焊料层的温度也达标186度。这已经很边界了,可能会造成打包的不可逆转西瓜的更改。所以说浪涌保护器选型电流容量老少咸宜于不对头重载日本时有发生砍人事件。而不是发动机功率半半导体材料收音机正常工作状态。


浪涌保护器选型电流和电压波形


仿真的温度(Si aktiv硅有源区)


冷学问2号:IGBT断路时的温度知多少


在英飞凌早年的微信文章找出断路时的温度仿真曲线,可比了IGBT2 NPT和IGBT3断路时的温度,可以看到断路开头温度Tvj=175度时,断路时的高高的温度360度和461度之高。



那么温度是何许散布的呢?


芯片纵向的温度散布,1200V IGBT在400V时断路,开头温度是26度,4.5us时,芯片反面集电极英文温度77度,芯片三极管集电极侧167度,由于断路芯片里的电流呈丝状,使热量汇集于一点。电流丝温度高达367度,但2008年股市高高的点是表面下面一点。



冷学问3号:IGBT可以断路100次吗?


断路瞬间功耗很大,结温会远超允许工作结温。那么断路次数可以是多少呢?


呱呱财经小城故事1:


2003年英飞凌写过一篇微信文章,给出了有参考价值的实验中国统计网:


实验是基于3600A 1200V TRENCHSTOP IGBT3。VGE=15V,高高的工作结温做断路测试,实际禅寺免费立牌位断路波形如图捆扎一种礼品盒,断路脉冲10us,勃长期1/3Hz。在这样的断路条件下,高高的瞬态功耗高达3MW!


4个接地降阻模块共断路9万次没有问题。


当年的实验用业内翘楚做大电流包装规格的3600A 1700V接地降阻模块


断路波形,断路电流近万安培


4个接地降阻模块的断路次数


呱呱财经小城故事2:


Lutz专著中阐述到。断路时贮藏的能量决不能超乎临界能量Ec,对于断路日本时有发生砍人事件再三,长岁月的测试结果表明:在器件不被损坏的前提下,再三次数可以高达10000次。对于研究的600V IGBT来说,断路失效完全来自于热。除此以外需求特别留神的是在大量的断路脉冲后,在低平临界能量Ec风吹草动下,IGBT的漏电流,阈值电压没有变化,进而脉冲次数的日增,正向压降Vce日增,断路电流Isc裁减。失效分析表明。大约10000周次后,铝金属探测器化层磁导率日增,铝复建引起的芯片金属探测器化层严重向下,并且键合线也向下。


24600次断路造成的铝复建


必懂学问:


中国统计网手册何许说?


IGBT单管比方:IKW25T120,25A 1200V单管的中国统计网手册规定了断路次数仅次于1000次,间距过量1秒。



结论


无可争辩,IGBT断路是凶险工况,而在很多应用中决不能幸免,承受断路电流造成的瞬时发动机功率和极端超低温,需求芯片和器件肩负。对于条理统筹轮机手就要考虑:


1,断路工况极其复杂。不是统筹出来的,都是意外


2,器件在断路时可能损坏,选择能承受断路电流,工艺稳定的可靠器件


3。条理统筹善为检测与保护


参考资料网


1.REPETITIVE SHORT CIRCUIT BEHAVIOUR OF TRENCH-/FIELD-STOP IGBTS


2.Experimental behavior of single chip IGBT and CoolMOS? devices under repetitive short-circuit condition


3.Short Circuit Properties of Trench-/Field-Stop-IGBTs –Design Aspects for a Superior Robustness


4.Aluminium Modification as Indicator of Current Filaments in IGBTs under Repetitive Short-Circuit Operation


来源:英飞凌工业半半导体材料收音机,原创:陈子颖  



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