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功率半導(dǎo)體器件不斷走向成熟的標(biāo)志之一，就是芯片的代次更迭和系列化。英飛凌IGBT單管產(chǎn)品線通過(guò)持續(xù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、工藝與性能，為不同應(yīng)用領(lǐng)域提供有針對(duì)性的參數(shù)優(yōu)化方案。

英飛凌IGBT單管產(chǎn)品線概覽

以英飛凌的IGBT單管產(chǎn)品為例，在售的所有單管產(chǎn)品系列覆蓋了不同的電壓等級(jí)、開關(guān)頻率、短路能力及軟硬開關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。從H3、H5到最新的H7，以及R5、R6、RC等系列，形成了完整的解決方案矩陣。

? IGBT5系列：以650V產(chǎn)品為例，可細(xì)分為L(zhǎng)5、S5、H5、WR5、WR6五個(gè)系列，各有其特點(diǎn)與最佳應(yīng)用領(lǐng)域。

? IGBT7系列：包括650V的H7、T7，750V的H7，以及1200V的H7、S7等。

不同系列IGBT產(chǎn)品的核心區(qū)別在于飽和導(dǎo)通壓降和開關(guān)損耗的優(yōu)化與平衡，以滿足多樣化的設(shè)計(jì)需求。

IGBT7 H7系列的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

在1200V電壓等級(jí)中，H7系列擁有極小的飽和導(dǎo)通壓降和開關(guān)損耗。與前代產(chǎn)品相比，其性能提升顯著：

1200V IGBT H7的核心價(jià)值在于更高效、更緊湊、更可靠。它通過(guò)降低損耗和提升耐溫能力，幫助工程師在減小系統(tǒng)體積的同時(shí)提升輸出功率，是當(dāng)前中高功率應(yīng)用的最佳選擇。

重點(diǎn)型號(hào)與應(yīng)用領(lǐng)域

在眾多H7產(chǎn)品中，TO-247-3pin封裝的IKQ140N120CH7和TO-247-4pin封裝的IKY140N120CH7擁有最大的電流等級(jí)，達(dá)到了140A。它們可廣泛應(yīng)用于UPS、充電樁、光伏逆變器、電焊機(jī)、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

以光伏和儲(chǔ)能中常見的T型NPC拓?fù)錇槔?，其功率擴(kuò)展性極為靈活：

? 豎管使用1顆140N120CH7，可實(shí)現(xiàn)50kW功率等級(jí)。

? 豎管使用2顆并聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)100kW功率等級(jí)。

? 豎管使用3顆并聯(lián)，則可實(shí)現(xiàn)136kW功率等級(jí)。

開關(guān)特性實(shí)測(cè)對(duì)比

在母線電壓600V、電流90A、驅(qū)動(dòng)電阻4.7Ω、驅(qū)動(dòng)電壓+15V/–5V的嚴(yán)格測(cè)試條件下，我們對(duì)兩款產(chǎn)品進(jìn)行了實(shí)測(cè)：

IKQ140N120CH7 (3pin) 測(cè)試結(jié)果：

● 開通延時(shí)：131.5ns | 開通能量：5560μJ

● 關(guān)斷延時(shí)：212.5ns | 關(guān)斷能量：1498μJ

觀察：開關(guān)過(guò)程中VGS有明顯的過(guò)沖。

IKY140N120CH7 (4pin) 測(cè)試結(jié)果：

● 開通延時(shí)：38.5ns | 開通能量：3010μJ

● 關(guān)斷延時(shí)：229.5ns | 關(guān)斷能量：1549μJ

觀察：開關(guān)過(guò)程中VGS幾乎沒有過(guò)沖。

4引腳封裝的優(yōu)勢(shì)：開爾文驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)

在相同的測(cè)試條件下，TO-247-4pin的IKY140N120CH7的VGS沒有過(guò)沖，這得益于4PIN封裝的開爾文驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)回路和功率回路的解耦。基于同樣的原因，4PIN封裝器件在進(jìn)行并聯(lián)使用時(shí)，具有更佳的動(dòng)態(tài)均流效果。打開IGBT功率模塊，其內(nèi)部的IGBT也普遍采用開爾文驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。

我們對(duì)IKY140N120CH7進(jìn)行了反向恢復(fù)特性測(cè)試(條件同開關(guān)特性測(cè)試)。測(cè)試結(jié)果為：反向恢復(fù)電流達(dá)到100A，反向恢復(fù)時(shí)間108ns。

靜態(tài)參數(shù)與總結(jié)

在靜態(tài)參數(shù)方面，兩款器件在驅(qū)動(dòng)電壓15V、電流140A時(shí)，25℃下飽和壓降典型值為1.7V，175℃下也僅為2V，有效減少了導(dǎo)通損耗。其閾值電壓為5.5V，能夠有效降低誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。

總結(jié)而言，在150kW以內(nèi)的應(yīng)用中，大電流單管IGBT是極具性價(jià)比的方案。相比功率模塊，成本可降低約一半。IKQ140N120CH7和IKY140N120CH7憑借其出色的性能，能夠幫助工程師進(jìn)一步提升UPS、充電樁、光伏逆變器、電焊機(jī)、儲(chǔ)能等設(shè)備的各項(xiàng)性能。