IGBT модули SEMIKRON SEMITRANS(TM)

номинальное напряжение 1700 В (перейти к 00 В, 1200 В)

Список обозначений:
- I_C@T_C=25C -длительно допустимый ток коллектора при температуре корпуса 25 градусов;
- I_Cnom -длительно допустимый ток коллектора при максимальной температуре корпуса;
- V_CEsat -напряжение насыщения коллектор-эмиттер;
- E_ON -потери энергии при включении;
- E_OFF -потери энергии на выключение;
- R_thjc -тепловое сопротивление переход-корпус (IGBT);
- I_F@T_C=25C -прямой ток (обратного диода) при температуре корпуса 25 градусов;
- V_F - (непосредственное) прямое падение напряжения (на обратном диоде);
- E_rr -потери энергии при обратном восстановлении (обратного диода);
- R_thjc-D -тепловое сопротивление переход-корпус (диод);
- R_thjs -тепловое сопротивление модуля (IGBT + диод);

Корпус S2 SEMITRANS 2	Корпус S3 SEMITRANS 3	Корпус S4 SEMITRANS 4

Таблица 1. Основные характеристики IGBT модулей  на 1700 В Semitrans Semikron.

Технология IGBT TRENCH 3 и обратные диоды

В модулях SEMITRANS® для наращивания тока используется параллельное соединение чипов, в одном силовом ключе в параллель
может быть включено до 8 кристаллов IGBT и диодов. Выравнивание токов IGBT в статических режимах происходит ав-
томатически благодаря положительному температурному коэффициенту напряжения насыщения. Симметричная работа параллельно
включенных диодов, имеющих отрицательный тепловой коэффициент прямого падения напряжения Vf, как правило, достигается с по-
мощью подбора чипов по этому параметру.
Для решения данной проблемы в модулях Trench 3 и 4 поколения применяются кристаллы CAL HD и CAL4, имеющие положительный
коэффициент Vf в области номинальных и предельных токов. В результате этого чипы диодов, установленных внутри модуля, ис-
пользуются при максимальной токовой нагрузке. При соединении в параллель модулей IGBT семейства SEMITRANS рекомендуемый
коэффициент снижения номинального тока составляет 90–95%.
Технология Trench IGBT 3 поколения, используемая при производстве модулей SEMIKRON
126 и 176 серий, обеспечивает сверхнизкие статические потери. До недавнего времени характеристики проводимости этих ключей счита-
лись одними из лучших в своем классе, а сами модули были предназначены для использования на частотах переключения до 5–7 кГц
На практике можно выделить 3 основных типа устройств, требующих оптимального соотношения определенных параметров:
1. низкочастотные преобразователи (ветрогенераторы, конверторы для энергосистем,использующих энергию солнца, некото-
рые типы источников бесперебойного питания) — для этих применений главными являются потери проводимости;
2. импульсные преобразователи частоты (привода, некоторые типы источников бесперебойного питания) — для этих при-
менений требуются низкие потери проводимости и переключения одновременно;
3. высокочастотные устройства (системы индукционного нагрева, сварочное оборудование, резонансные инверторы) — для
этих применений определяющими являются потери переключения.

На рис. 1 показаны частотные диапазоны для различных модификаций модулей SEMITRANS.
Как видно из таблицы и графиков, Trench FS-IGBT имеют минимальные потери проводимости, UltraFast NPT-IGBT — минималь-
ные потери переключения, а SPT-IGBT — это компромиссный тип транзисторов с оптимальным сочетанием статических и динамических характеристик. Все приведенные
классы транзисторов характеризуются положительным температурным коэффициентом напряжения насыщения, что позволяет
использовать их параллельное соединение.
Большое влияние на суммарное значение потерь в импульсных усилителях, особенно при индуктивном характере нагрузки, име-
ют потери, создаваемые антипараллельными диодами. Для снижения уровня этих потерь SEMIKRON разработал серию диодов,
названных CAL (Controlled Axial Lifetime) и CAL HD (High Density). При разработке технологии CAL особое внимание уделялось
обеспечению хороших характеристик проводимости, низких динамических потерь и повышению плавности кривой обратного
восстановления dIrr/dt. Последняя характеристика влияет на потери выключения, уровень переходных перенапряжений и уро-
вень EMI.
Основной особенностью диодов CAL является наличие т. н. центра рекомбинации, позволяющего регулировать время жизни
носителей и влияющего таким образом на время обратного восстановления и плавность кривой восстановления. Центр реком-
бинации индуцируется за счет облучения кристалла электронами высокой энергии и в процессе ионной имплантации. По пара-
метрам проводимости и характеристикам восстановления диоды CAL являются одними из лучших в своем классе.
Основное преимущество диодов CAL HD по сравнению с диодами предыдущего поколения — низкое прямое падение напряже-
ния. Падение напряжения снижено более чем на 700 мВ при токе 100 А. Поскольку потери на диодах вносят значительный вклад в об-
щие потери проводимости IGBT-модуля, применение диодов CAL позволяет повысить суммарную эффективность модуля.

Переход к другим типам модулей SEMIX, SKIIP, SEMITOP
Полные DATASHEET доступны на сайте производителя SEMIKRON.