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第6讲:正确理解DIPIPM产品规格书——最大值参数

发布时间:2022-09-28 03:25:11 来源:欧宝娱乐平台网页版 作者:欧宝娱乐网页登录版

  通过前几期的技术讲座,我们了解了DIPIPM的发展历史、基本结构、内置功能,了解了DIPIPM模块、IGBT模块和IPM智能模块之间的区别,这有助于我们在实际应用中选择合适的功率器件,确定了选用DIPIPM之后, 下一步要面对的就是选择合适的DIPIPM型号。选择型号时,最重要的工作是全面、深入地去理解产品规格书。DIPIPM产品规格书中给出了包括电气特性、热特性、机械特性等相关重要参数及推荐使用条件,正确理解这些参数是使用好产品的前提。下面根据产品规格书中最大值参数、电气特性和推荐使用条件为导向对关键参数的定义以及使用中的注意事项加以介绍。一般情况下规格书中参数均为T

  2.3.1最大值参数(Maximum Ratings)DIPIPM产品规格书将最大值参数按照逆变部分、控制/保护部分及全系统给出了器件关键参数的工作极限值,在选择器件规格的时候要注意工作条件不能超出极限值范围,以PSS15S92F6-AG为例的最大额定值参数如表1所示。在实际应用中,从安全角度考虑,需要保留充分的余量。规格书从主电路、控制电路、系统及热阻等多方面对产品最大值参数进行描述说明,接下来分别对关键参数进行介绍。表1 PSS15S92F6-AG最大额定值

  在无开关动作状态下P-N端子间最大电压。如果P-N间的电压超过此值,则需要在电路中追加诸如制动电路等抑制母线电压上升的措施。

  在开关动作状态下P-N端子间的最大浪涌电压,如果P-N间的电压超过此值,则需追加吸收电路或减少布线的寄生电感来抑制母线电压浪涌。

  在短路或过流故障时能够保证IGBT安全关断的最大母线电压,如果母线电压超过此值,可能损坏功率芯片。

  VCES为模块内部IGBT芯片集电极-发射极之间能承受的最大耐压值,在实际应用中应确保实际施加到IGBT芯片C-E上的电压低于VCES。

  Ic为DIPIPM内部IGBT芯片集电极在Tc=25℃时所能允许流过的直流电流最大值。IGBT作为开关器件,实际流过的是脉冲电流,工作时周期性的开通和关断必然带来开关损耗,从而导致内部功率芯片的结温变高。在实际工作中,模块工作电流一般小于规格书中Ic。合适的工作电流值既要保证DIPIPM关断时刻的电压值在安全工作区内,也要保证内置功率芯片的结温在安全范围内(Tjmax)。

  ICP描述的是DIPIPM内部IGBT芯片集电极在Tc=25℃时所能流过的脉冲电流峰值。因为不是持续工作,脉冲电流的宽度以及重复率一定要确保芯片结温不超过其最大结温值(Tjmax)。

  VD为施加于VP1-VNC、VN1-VNC之间的电源电压,VDB为施加于P侧自举端VUFB-U、VVFB-V、VWFB-W之间的电源电压。两者均不可超过20V,否则可能使模块控制侧过压失效,进而导致控制信号紊乱造成桥臂直通短路。

  Viso为模块所有端子短接后与金属散热面之间可承受的绝缘电压,不同封装产品的绝缘电压会有不同,具体请参考各自规格书。绝缘耐压测试是产品在出厂前最终测试中的一项,图1给出了以超小型DIPIPM为例的绝缘耐压测试方法示意图。

  尽管内置功率芯片最大的结温定额是Tjmax=150℃或175℃,但考虑到安全运行,推荐将平均结温Tjave限制在125℃或150℃以内。重复的温度变化Tj会影响模块的寿命即功率循环次数,需要依据寿命曲线来进行安全设计。

  Tc被定义为指定功率芯片正下方的温度,将温度传感器放在散热面的指定位置上可以测得准确的温度信息,如图2所示,不同型号产品请查看各自规格书,Tc测试点一般设定在模块VN-IGBT的正下方。当采用不同的控制策略时,Tc最高温度点可能不在上述位置,此时有必要将测量点调整到温度最高的功率芯片正下方。

  DIPIPM在存储过程中所允许的环境温度范围,模块内部包含芯片以及多种材料,因此要保证存储温度在规格书范围内,避免不合适的温度对模块内部材料带来影响。

  一般指稳态时芯片结壳间热阻,其中Rth(j-c)Q为单个IGBT芯片的结壳间热阻,Rth(j-c)F为单个续流二极管的结壳间热阻,需要注意的是SLIMDIP-S等内置RC-IGBT的模块仅标称了Rth(j-c)Q。热阻大约会在10s后进入饱和状态,非饱和态时的热阻为瞬态热阻。DIPIPM典型热阻路径及瞬态热阻典型曲线所示。Zth(j-c)*为瞬态热阻的标称值(Zth(j-c)*= Zth(j-c)/ Rth(j-c)max)。如PSS15S92*6-AG的IGBT瞬态热阻在0.3s时为3.7×0.8=3.0K/W。瞬态热阻并不适用于恒定电流下,仅适用于电机启动及电机堵转等时的短时电流(ms级)下。

  图3 DIPIPM典型热阻路径及瞬态热阻典型曲线[信息搜索][][告诉好友][打印本文][关闭窗口][返回顶部]

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