2_1MOSFET、IGBT、MiniSKiiP和SKiiPPACK模块的参数表概述

Absolute maximum ratingsSymbol Conditions Unit I IN MAX Maximum permanent input current A RMS I OUT MAX Maximum permanent output current A RMS V IN MAX Maximum input voltage V AC V OUT MAX Maximum output voltage V AC V BUS MAX Maximum DC Bus voltage V DC F IN MAX Inverter input frequency Hz F OUT MAX Inverter output frequency Hz F SW MAX Maximum switching frequency kHzElectrical characteristics TAMBIENT= 40°C unless otherwise specifiedSymbol Conditionsmin typ max UnitI OUT RATED Rated output current 2 400A RMSI OUT OVL Overload output current 2 640A RMSt OVL Overload duration60sT OVL Time between 2 overloads10minV OUT Output voltage620690760V AC SKiiPRACK® - Type 6A P OUT Rated output power 2 870kW 4-Quadrant 3-phase IGBT converter F SW Inverter switching frequency2kHzF OUT Output frequency50HzPF Power factor1-P LOSS INV2)Losses at rated current28 320W Ordering No.08800600η2)Efficiency at rated current99% Description SKS C 240 GDD 69/11 – A6A MA B1C AC phase GeneratorI IN RATED Rated input current 2 400A RMS Features I IN OVL Overload input current 2 640A RMSt OVL Overload duration60sDesigned in regard to EN50178 recommendations T OVL Time between 2 overloads10min Designed for a 1200 x 600 x 2000 mm cabinet V OUT Output voltage620690760V AC Embedded SKiiP® Technology 3P OUT Rated output power 2 870kW SKiiP 2403GB172-4DW, Trench 3 1700V IGBT, CAL3 diode F SW Inverter switching frequency2kHz Integrated current and temperature sensors F OUT Output frequency20100Hz Water cooling PF Power factor-1-P LOSS INV2)Losses at rated current28 320Wη2)Efficiency at rated current99% Typical ApplicationsDC BusWind generators (SG and DFIG)V BUS Rated DC voltage applied to the capacitor bank 1 100V DC High power AC drives V BUS MAX Max DC voltage applied to the caps bank (max 30% of LTE) 1 200V DCτd5%Discharge time of the capacitors (V DC < 60 V)6min Footnotes C DC Capacitor bank capacity27,0mFLTE Calculated LTE of the capacitors with forced air cooling100kh 1) Absolute maximum ratings are values not to beexceeded in any case and do not imply that the stack Stack Insulationcan operate in all these conditions taken together Crd Minimum creepage distance8,7 mm 2) fan consumption and losses in air included Cld Minimum clearance distance7,1 mmVisol Chassis / Power stage AC/DC (insulation test voltage DC, 5 s)-4 200 4 200V DC REMARKSVisol12SKiiP driver only, output 1 / output 2 (AC, rms, 2 s) 1 500Vdv/dt SKiiP driver only, secondary to primary side75kV/µs B6CI + B6CISKiiP stackV BUS = 1 100 V DCT INLET = 45°C, 50% glycolFlowrate = 12 L/min per cellT J < 125°CAir extraction according to thermaldata page 2V BUS = 1 100 V DCT INLET = 45°C, 50% glycolFlowrate = 12 L/min per cellT J < 125°CAir extraction according to thermaldata page 2This technical information specifies semiconductor devices butpromises no characteristics. No warranty or guarantee,expressed or implied is made regarding delivery, performanceor suitability.Before using the converter, please read carefully theSKiiPRACK® user manual.Values2 400760AC phase Grid2 40010010057601 200Environmental conditions T AMBIENT=40°C unless otherwise specified Characteristics Conditions min typ max UnitAmbiant temperature 1)HumidityInstallation altitude without derating 1 000mMax. installation altitudewith derating 4 000mProtection degreeIEC 60529IP00-IEC 60721-3-2, storage & transportation, 1 cell2M1-IEC 60721-3-3, in operation, 1 cell3M3-Pollution degree EN 501782-Cell80kg4-Quadrant converter550kgThermaldataSKiiPRACK® - Type 6A Water flow per cell81224L/min 4-Quadrant 3-phase IGBT converter Water flow per 4Q-converter4872144L/minOrdering No.08800600Description SKS C 240 GDD 69/11 – A6A MA B1C Water pressure Maximum water pressure permissible per cell3barCoolant type Recommended coolant50% Glycol / 50% water-Features T INLET Cooling water inlet temperature-204560°CExternal cooling airflow Snubbers, required airflow direction bottom-top1ms-1 Designed in regard to EN50178 recommendations V SUPPLY[fan]Capacitor DC fan operating voltage182428V DC Designed for a 1200 x 600 x 2000 mm cabinet P FAN per fan Fan power consumption at typical voltage supply3,6W Embedded SKiiP® Technology 3LTE[fan]Capacitor DC fan life time expectancy (L10 method)65kh SKiiP 2403GB172-4DW, Trench 3 1700V IGBT, CAL3 diodeIntegrated current and temperature sensors Gate Driver Characteristics T AMBIENT=25°C unless otherwise specified Water cooling Symbol Conditions min typ max UnitGate Driver / controler dataV S2 supply voltage non stabilized 132430V DC Typical Applications I S2 V S2 = 13V - 30 V, F SW in kHz, I AC in A330 + 55×F SW + 0.00035×I AC2mAViT+input threshold voltage HIGH 12,3V DC Wind generators (SG and DFIG)ViT-input threshold voltage LOW 4,6V DC High power AC drives R IN Input resistance10kΩC IN Input capacitance1nF Footnotes Measurement & protectionHB_I Analogue current signal HB_I245250255 A.V-1 1) the user shall ensure that the ambiant air is sufficiently I TRIPSC over current trip level(Ianalog OUT=10V) 2 450 2 500 2 550A PEAK ventilated to avoid hot spots.min17 + 10,3×CMN_TMP°CCMN_TMP Analogue temperature signal Th < 80°C typ19 + 10,5×CMN_TMP°Cmax20 + 10,5×CMN_TMP°Cmin26 + 8,8×CMN_TMP°C REMARKS CMN_TMP Analogue temperature signal Th > 80°C typ28 + 8,8×CMN_TMP°Cmax30 + 8,9×CMN_TMP°CT trip Over temperature protection110115120°C This technical information specifies semiconductor devices butpromises no characteristics. No warranty or guarantee,expressed or implied is made regarding delivery, performanceor suitability.Before using the converter, please read carefully theSKiiPRACK® user manual.5°C-2055°C∆P WATER150mbarMass∆V/∆t WATERPressure drop per cell with male and femaleconnectors, 50% glycol, 12 L/minPressure drop per 4Q converter with male andfemale connectors, 50% glycol, 72 L/min150 B6CI + B6CIClimaticMechanicalSKiiP stack6085%Vibrations & ShocksIEC 60721-3, class 1K2 & 2K2Storage & transportationIEC 60721-3-3, class 3K3 extendedIn operation-25IEC 60721-3-3, class 3K3no condensation no icingmbarDC+ DC-V1W1L31L21Phase driver connectorsDC BUS detailsDC BUS connection L11U2V2W2L32L22L12HE10-14 male connectorPinDesignation1+24VDC 2+24VDC 3GND 4GNDLEFT SIDE VIEW DC FAN CONNECTION (6 times)This technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. No warranty or guarantee 12 3 4View XFRONT VIEW REAR VIEWU, V, W are generator side converter phasesL1, L2, L3 are grid side converter phases2 SKiiPs in parallel cannot be on the same SKiiPRACK cellThis technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. No warranty or guaranteeDetails - View XThis technical information specifies semiconductor devices but promises no characteristics. No warranty or guarantee expressed or implied is made regarding delivery, performance or suitability.6Rev. 0 - 03.06.201300,0020,0040,0060,0080,010,0120,0145101520253035R t h (°C /W )Flowrate per cell (L/min)Stack Rth 50% glycol (°C/W)Stack Rth 10% glycol (°C/W)50010001500200025003000303540455055O u t p u t c u r r e n t (A R M S )Ambient air temperature (°C)Cooling liquid 45°C Cooling liquid 60°CV BUS = 1 100 V DCVac IN/OUT =690 V RMS F IN/OUT = 50 Hz f SW IN/OUT = 2 kHz cos ϕIN/OUT = 1Flowrate = 12 L/min per cell Glycol/water ratio = 50%Altitude <1000 m 0500100015002000250030005001000150020002500300035004000O u t p u t c u r r e n t (A R M S )Altitude (m)Cooling liquid 45°C, ambient 40°C Cooling liquid 60°C, ambient 55°CV BUS = 1 100 V DCFlowrate = 12 L/min per cell Vac IN/OUT =690 V RMS Glycol/water ratio = 50%F IN/OUT = 50 Hz Altitude <1000 mf SW IN/OUT = 2 kHz cos ϕIN/OUT = 1050010001500200025003000200400600800100012001400M a x c u r r e n t s w i t c h e d (A )DC bus voltage (V)0100200300400500600700510152025P r e s s u r e d r o p p e r S K i i P R A C K c e l l (m b a r )Flowrate (L/min)Pressure drop with 50% glycolPressure drop without glycol (mbar)0500100015002000250051015O u t p u t C u r r e n t (A R M S )AC Fundamental Frequency (Hz)V BUS = 1 100 V DCVac IN/OUT =690 V RMS f SW IN/OUT = 2 kHz cos ϕIN/OUT = 1Water temperature = 45°C Flowrate = 12 L/min per cell Glycol/water ratio = 50%Air temperature = 40°C T J = 125°C。

英飞凌各代IGBT模块技术详解英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。

它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。

由于它将MOSFET 和GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服MOSFET 的缺点）等综合优点，因此IGBT 发展很快，在开关频率大于1KHz，功率大于5KW 的应用场合具有优势。

随着以MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。

一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型IGBT （1988 1995）西门子第一代IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型IGBT 工艺，这是最初的IGBT 概念原型产品。

生产时间是1990 年－1995 年。

西门子第一代IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。

如BSM150GB120DN1。

图1.1 PT-IGBT 结构图PT 型IGBT 是在厚度约为300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。

PT-IGBT 具有类GTR 特性，在向1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。

因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列IGBT 有优势。

二、IGBT2－第二代平面栅NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于1989 年在IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了NPT－IGBT 概念。

由于随着IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。

IGBT模块参数详解一-IGBT静态参数•VCES：集电极-发射极阻断电压在可使用的结温范围内栅极-发射极短路状态下,允许的断态集电极-发射极最高电压;手册里VCES是规定在25°C结温条件下,随着结温的降低VCES也会有所降低;降低幅度与温度变化的关系可由下式近似描述：.模块及芯片级的VCES对应安全工作区由下图所示：文章来源：voltage of the IGBT由于模块内部杂散电感,模块主端子与辅助端子的电压差值为,由于内部及外部杂散电感,VCES在IGBT关断的时候最容易被超过;VCES在任何条件下都不允许超出,否则IGBT就有可能被击穿;•Ptot：最大允许功耗在Tc=25°C条件下,每个IGBT开关的最大允许功率损耗,及通过结到壳的热阻所允许的最大耗散功率;Ptot可由下面公式获得：;Maximum rating for Ptot二极管所允许的最大功耗可由相同的方法计算获得;•IC nom：集电极直流电流在可使用的结温范围内流过集电极-发射极的最大直流电流;根据最大耗散功率的定义,可以由Ptot的公式计算最大允许集电极电流;因而为了给出一个模块的额定电流,必须指定对应的结和外壳的温度,如下图所示;请注意,没有规定温度条件下的额定电流是没有意义的;Specified as data code: FF450R17ME3在上式中Ic及VCEsat Ic都是未知量,不过可以在一些迭代中获得;考虑到器件的容差,为了计算集电极额定直流电流,可以用VCEsat的最大值计算;计算结果一般会高于手册值,所有该参数的值均为整数;该参数仅仅代表IGBT的直流行为,可作为选择IGBT的参考,但不能作为一个衡量标准;•ICRM：可重复的集电极峰值电流最大允许的集电极峰值电流Tj≤150°C,IGBT在短时间内可以超过额定电流;手册里定义为规定的脉冲条件下可重复集电极峰值电流,如下图所示;理论上,如果定义了过电流持续时间,该值可由允许耗散功耗及瞬时热阻Zth计算获得;然而这个理论值并没有考虑到绑定线、母排、电气连接器的限制;因此,数据手册的值相比较理论计算值很低,但是,它是综合考虑功率模块的实际限制规定的安全工作区;•RBSOA：反偏安全工作区该参数描述了功率模块的IGBT在关断时的安全工作条件;如果工作期间允许的最大结温不被超过,IGBT芯片在规定的阻断电压下可驱使两倍的额定电流;由于模块内部杂散电感,模块安全工作区被限定,如下图所示;随着交换电流的增加,允许的集电极-发射极电压需要降额;此外,电压的降额很大程度上依赖于系统的相关参数,诸如DC-Link的杂散电感以及开关转换过程换流速度;对于该安全工作区,假定采用理想的DC-Link电容器,换流速度为规定的栅极电阻及栅极驱动电压条件下获得;Reverse bias safe operating area•Isc：短路电流短路电流为典型值,在应用中,短路时间不能超过10uS;IGBT的短路特性是在最大允许运行结温下测得;•VCEsat：集电极-发射极饱和电压规定条件下,流过指定的集电极电流时集电极与发射极电压的饱和值IGBT在导通状态下的电压降;手册的VCEsat值是在额定电流条件下获得,给出了Tj在25o C及125o C的值;Infineon的IGBT都具有正温度效应,适宜于并联;手册的VCEsat值完全为芯片级,不包含导线电阻;VCEsat随着集电极电流的增加而增加,随着Vge增加而减少;Vge不推荐使用太小的值,会增加IGBT的导通及开关损耗;VCEsat可用来计算IGBT的导通损耗,如下式描述,切线的点应尽量靠近工作点;对于SPWM控制方式,导通损耗可由下式获得：IGBT模块参数详解二-IGBT动态参数动态参数是评估IGBT模块开关性能如开关频率、开关损耗、死区时间、驱动功率等的重要依据,本文重点讨论以下动态参数：模块内部栅极电阻、外部栅极电阻、外部栅极电容、IGBT 寄生电容参数、栅极充电电荷、IGBT开关时间参数,结合可全面评估IGBT芯片的性能; RGint：模块内部栅极电阻:为了实现模块内部芯片均流,模块内部集成有栅极电阻;该电阻值应该被当成总的栅极电阻的一部分来计算器的峰值电流能力;RGext：外部栅极电阻：外部栅极电阻由用户设置,电阻值会影响IGBT的开关性能;上图中开关测试条件中的栅极电阻为Rgext的最小推荐值;用户可通过加装一个退耦合二极管设置不同的Rgon和Rgoff;已知栅极电阻和驱动电压条件下,理论峰值电流可由下式计算得到,其中栅极电阻值为内部及外部之和;实际上,受限于驱动线路杂散电感及实际栅极驱动电路非理想开关特性,计算出的峰值电流无法达到;如果驱动器的驱动能力不够,IGBT的开关性能将会受到严重的影响;最小的Rgon由开通di/dt限制,最小的Rgoff由关断dv/dt限制,栅极电阻太小容易导致震荡甚至造成IGBT及二极管的损坏;Cge：外部栅极电容：高压IGBT一般推荐外置Cge以降低栅极导通速度,开通的di/dt及dv/dt被减小,有利于降低受di/dt影响的开通损耗;IGBT寄生电容参数：IGBT寄生电容是其芯片的内部结构固有的特性,芯片结构及简单的原理图如下图所示;输入电容Cies及反馈电容Cres是衡量栅极驱动电路的根本要素,输出电容Coss限制开关转换过程的dv/dt,Coss造成的损耗一般可以被忽略;其中：Cies = C GE + C GC：输入电容输出短路Coss = C GC + C EC：输出电容输入短路Cres = C GC：反馈电容米勒电容动态电容随着集电极与发射极电压的增加而减小,如下图所示;手册里面的寄生电容值是在25V栅极电压测得,CGE的值随着VCE的变化近似为常量;CCG 的值强烈依赖于VCE的值,并可由下式估算出：IGBT所需栅极驱动功率可由下式获得：或者Q G：栅极充电电荷：栅极充电电荷可被用来优化栅极驱动电路设计,驱动电路必须传递的平均输出功率可通过栅极电荷、驱动电压及驱动频率获得,如下式：其中的Q G为设计中实际有效的栅极电荷,依赖于驱动器输出电压摆幅,可通过栅极IGBT开关时间参数电荷曲线进行较精确的近似;通过选择对应的栅极驱动输出电压的栅极电荷,实际应该考虑的Q G’可以从上图中获取;工业应用设计中,典型的关断栅极电压常被设置为0V或者-8V,可由下式近似计算：例如,IGBT的栅极电荷参数如上表,实际驱动电压为+15/-8V,则所需的驱动功率为：IGBT开关时间参数：开通延迟时间tdon：开通时,从栅极电压的10%开始到集电极电流上升至最终的10%为止,这一段时间被定义为开通延迟时间;开通上升时间tr：开通时,从集电极电流上升至最终值的10%开始到集电极电流上升至最终值的90%为止,这一段时间被定义为开通上升时间;关断延迟时间tdoff：关断时,从栅极电压下降至其开通值的90%开始到集电极电流下降到开通值的90%为止,这一段时间被定义为关断延迟时间;关断下降时间tf：关断时,集电极电流由开通值的90%下降到10%之间的时间;开关时间的定义由下图所示：因为电压的上升下降时间及拖尾电流没有制定,上述开关时间参数无法给出足够的信息用来获取开关损耗;因而,单个脉冲的能量损耗被单独给出,单个脉冲开关损耗可由下列积分公式获得：单个脉冲的开关时间及能量参数强烈地依赖于一系列具体应用条件,如栅极驱动电路、电路布局、栅极电阻、母线电压电流及结温;因而,手册里的值只能作为IGBT开关性能的参考,需要通过详细的仿真和实验获得较为精确的值;针对半桥拓扑电路,可根据手册里的开关时间参数,设置互补的两个器件在开通及关断时的死区时间;IGBT模块参数详解三-短路及寄生导通IGBT短路性能：短路特性强烈地依赖于具体应用条件,如温度、杂散电感、电路及短路回路阻抗;IGBT短路特性可用下面测试电路描述;一个IGBT短接集电极及发射极,另一个IGBT施加单个驱动脉冲;对应的电压电流典型波形如右图所示,导通IGBT的电流以一定的斜率迅速上升,速度取决于DC-Link电压及回路杂散电感;IGBT进入退饱和状态,短路电流被限制在额定电流的若干倍取决于IGBT的结构特性,集电极-发射极电压保持在高位,芯片的温度由于短路大电流造成的功耗而上升,温度上升短路电流会略微下降;在一个规定的短路维持时间tsc内,IGBT必须被关断以避免损坏;文章来源：手册规定短路电流值是典型值,在应用中短路时间不应该超过10us.IGBT寄生导通现象：IGBT半桥电路运作时的一个常见问题是因米勒电容引起的寄生导通问题,如下图所示;S2处于关断状态,S1开通时,S2两端会产生电压变化dv/dt,将会形成因自身寄生米勒电容CCG所引发的电流,这个电流流过栅极电阻RG与驱动内部电阻,造成IGBT栅极到射极上的压降,如果这个电压超过IGBT的栅极临界电压,那么就可能造成S2的寄生导通,形成短路,引起电流击穿问题,进而可能导致IGBT损坏;寄生导通的根本原因是集电极和栅极之间固有的米勒电容造成的,如果集电极与发射极之间存在高电压瞬变,由于驱动回路寄生电感,米勒电容分压器反应速度远远快于外围驱动电路;因此即使IGBT关断在0V栅极电压,dvce/dt将会造成栅极电压的上升,栅极电路的影响将被忽略;栅极发射极电压可由下式计算：由上式可知,Cres/Cies的比例应该越小越好;为了避免栅极驱动的损耗,输入电容的值也应该越小越好;因为米勒电容随着VCE的增大而减小,所以,随着集电极-发射极电压的增大,抑制dv/dt寄生导通的鲁棒性能也增加;IGBT模块参数详解四-热阻特性I的耗散功率以及额定电流的值抛开及热阻的规定是没有意义的,因此,为了比较不同的功率器件性能,有必要分析他们的热特性;功率损耗产生的热量会使器件内部的结温升高,进而降低器件及性能并缩短寿命;让从芯片结点产生的热量消散出去以降低结温是非常重要的,瞬态热阻抗Zthjct描述了器件的热量消散能力;热阻Rth的定义为硅片消耗功率并达到热平衡时,消耗单位功率导致结温相对于外部指定点的温度上升的值,是衡量能力的关键因素;RθJC结到壳热阻：是指每个开关管结合部硅片同外壳模块底板之间的热阻;该值大小完全取决于封装设计及内部框架材料;RθJC通常在Tc=25℃条件下测得,可由下式计算：Tc=25℃是采用无穷大散热器的条件,及外壳的温度与环境温度一样,该散热器可以达到Tc=Ta;IGBT模块产品手册分别规定了IGBT和反并联二极管的RΘJC值;RΘCS接触热阻,壳到散热器：是指模块底板与散热器之间热阻;该值与封装形式、导热硅脂的类型和厚度以及与散热器的安装方式有关;RΘSA散热器到大气的热阻：取决于散热器的几何结构、表面积、冷却方式及质量;当描述带基板的功率模块或分立器件的热特性时时,需要观察芯片结点、外壳、散热器的温度;手册中结到底板的热阻及底板到散热器的热阻规范如下图所示,底板到散热器的热阻R thCH定义了一个在规定的热界面材料条件下的典型值;Thermal resistance IGBT, junction to case and case to heat sink热阻Rth描述了IGBT模块在稳定状态下的热行为,而热阻抗Zth描述了IGBT模块的瞬态或者短脉冲电流下的热行为;Rth只能描述DC工作模式,大部分IGBT实际应用是以一定的占空比进行开关动作;这种动态条件下,需要考虑采用热阻加热容的方法描述其等效电路;下图显示瞬态热阻抗ZthJC是作为时间的函数,ZthJCt到达最大值RθJC时饱和;Transient Thermal Impedance of IGBTChanges in junction temperature respect to conduction time单个脉冲曲线决定了以一定占空比D的连续脉冲工作状态下的热阻,如下式：式中：Zthjct为占空比为D的连续脉冲瞬态热阻,Sthjct：单个脉冲瞬态热阻a Transient thermal impedance junction to case andb transient thermal model IGBT模块的功耗主要是通过不同材料从芯片消散到散热器,每一种功率耗散路径上的材料都具有自身的热特性;因而,IGBT模块的热阻抗行为可以使用合适的系数进行建模,得到了上图a的热阻抗曲线ZthJCt;图b中单独的RC元素没有物理意义,它们的值是由相应的分析工具,从测量的模块加热曲线上提取得到;规格书包含了部分分数系数,如上图a中表格所示;电容的值可以由下式所得：IGBT模块的热阻分布及等效电路图如下图所示：IGBT模块热阻及温度分布图IGBT模块热阻等效电路假定散热器是等温的,则有热传输与电流传输有极大的相似性,遵从热路欧姆定律,可用上图的等效电路描述热量消散通道;从芯片结点到环境中的整体热阻以RθJA表示,等效电路可由下式描述：IGBT模块一个桥臂的热阻与桥臂内IGBT及二极管的热阻关系如下图所示：如果给定模块的热阻R thCH,可以由下式计算每个IGBT和二极管的热阻：下图为逆变器在不同的工作频率下IGBT结温的仿真结果：由上图可见,即使相同的功耗,不同的工作频率会导致Tj较大的偏差,若要获得详细仿真结果,可由器件供应商的仿真软件仿真得到;IGBT模块参数详解五-模块整体参数该部分描述与机械构造相关的电气特性参数,包括绝缘耐压、主端子电阻、杂散电感、直流电压能力;绝缘耐压：为了评定的额定绝缘电压值,将所有端子连接到一起,接至高压源高端,基板接至测试仪器低压端;高阻抗高压源必须提供需要的绝缘测试电压Viso,将测试电压逐渐提升至规定值,该值可由下式确定并保持规定的时间t,然后将电压降为0;英飞凌的设计至少可达到IEC61140标准的等级1,对于内部带有NTC的,可通过在接地的NTC与其他连到一起的所有控制及主端子之间接高压,验证绝缘要求;合适的绝缘电压取决于IGBT的额定集电极-发射极电压,对于1700V IGBT模块大部分应用需要的绝缘耐压要求;但对于牵引应用,同样1700阻断电压的IGBT模块需要4KV的绝缘耐压能力;因此,选择IGBT模块时,关注应用场合是非常重要的;英飞凌除了工业应用的1200V 模块满足VDE0160/EN50178要求,其他所有的IGBT模块都按照IEC1287通过了绝缘测试;因为绝缘测试意味着模块被施加极端压力,如果客户需要重复测试,则建议降额值最初值的85%;Insulation test voltage高压模块也同样采用标准IEC1287进行局部放电试验,保证长时间工作可靠性;上图所示规格书中的绝缘耐压测试应该在IGBT模块的可靠性测试之前及之后进行,可作为该压力测试下的部分失效判据;内部NTC的绝缘只是满足一个功能性隔离要求;在栅极驱动电路失效时,绑定线有可能由于失效事件改变位置,移动的绑定线或者失效过程电弧放电产生的等离子有可能与NTC接触;因而,如果有对绝缘能力有更高的要求,需要额外增加外部绝缘隔板;杂散电感Lδ杂散电感在开关转换时会导致浪涌电压,为主要的EMI来源;同时,结合组件的寄生电容形成谐振电路,从而使电压及电流在开关瞬间震荡;有杂散电感产生的瞬间过压可由下式计算,因此为了减少关断瞬间的过压,杂散电感应该设计成最小;规格书中的IGBT模块内部杂散电感值如下图所示,取决于IGBT的拓扑结构;Module stray inductance主端子电阻：IGBT模块主端子的电阻会进一步造成压降及损耗;手册里规定的单个开关功率端子的电阻值如下图,该值是指功率端子到芯片之间连接部分阻值;主端子产生的损耗会直接加到模块的外壳上;Module lead resistance根据下图模块端子电阻的等效电路可以得到整个模块主端子的电阻为DC stability VCED对于高压模块,宇宙射线的影响会更加严重,规格书规定了会产生可忽略的失效率100fit情况下的直流电压值,如上图所示;直流稳定电压是在室温及海平面下测得,不建议设置直流电压超过VCED;。

SSE苏州迅达电梯有限公司215004 苏州/中国Skiip模块说明技术培训中心编制：李志弘2003/05/13 A. 变频功率装置所用大功率晶体管的重要参数比较：双极晶体管MOS IGBT 驱动方式电流电压电压载波频率≤3KHz ≤60 KHz ≤20KHz 电流容量中低中击穿电压中低高短路安全工作区好好不好饱和电压高低中综合特点1．电机啸叫噪音高2．调制精度要求不高3．输出容量小4．截止频率低5．抗短路性能好1．输出容量小2．输出电压、电流小3．调制精度高4．无噪音5．截止频率高1．输出容量大2．输出电压、电流大3．调制精度高4．当载波频率≥10.8KHz时，电机无啸叫声。

5．功率因素可达16．抗短路性能差B．变频器基本工作原理：变频器工作基本原理如下：a. 三相交流电源输入三相桥式整流器整流。

（将AC变为DC）b. 整流后进入直流中间回路滤波。

（对DC进行滤波）c. 滤波后的直流电进入逆变器（由六个IGBT组成）。

（再将DC逆变成频率、电压可变的三相交流电）d. 由驱动控制部分控制逆变器的导通和关断，把直流电压转换成新的频率和电压均可调制的三相交流电源，U2，f2，于是电机就以设定速度n运行。

e. 驱动控制部分能形成闭环控制，同时监控整个系统。

f. 电机处于发电状态时（例如：电梯空载上行或重载下行的减速时）制动斩波器工作，通过制动电阻R使多余能量消耗。

（也可采用逆变至送电电网）电梯所用逆变器基本上都采用IGBT型场效应管作为开关管。

C.变频器主要特性分析：1．变频器在逆变输出期间，其输出端的三相交流电压中包含着nfc（fc为载波频率，n= 1,2…）的高次谐波，而这种频率的谐波电压会使电机产生刺耳的噪音，通常采取的措施是增加载波频率使之大于10.8KHz，使电机共振啸叫噪音超出工频电源的频率，从而保证频率在0~50Hz范围内变化时，电机无噪音。

但在增加载波频率的同时，会增加变频器周围电磁波的发射，导致周围的空间污染，这已经在欧、美国家引起高度重视和法律、法规的限制。

英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。

它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。

由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。

随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。

一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。

生产时间是 1990 年－ 1995 年。

西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。

如 BSM150GB120DN1。

图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。

PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。

因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V系列 IGBT 有优势。

二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。

由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。

S E M i N E W S賽米控專刊赛米控中国於2009年下半年的活动概览:7月9日赛米控风力发电技术研讨会 (北京)9月11日第三届电力电子创新技术及解决方案研讨会(太陽能光伏發電) (常州)10月21-23日北京国际风能大会暨展览会 (北京)(展台號1B09)11月6-8日第十五届中國電動車輛學術年會 (上海)第四期 Issue 4 (2009年8月)sKiiP ® 4 — 市场上輸出電流最大的智能功率模塊sKiiP ® 4，新一代智能功率模块(IPM)，相比采用焊接工艺的模块，其使用寿命更长，工作温度更高。

sKiiP ® 4是目前市场上輸出電流最大的智能功率模块，比之前的sKiiP ® 3 ， 其輸出功率提高了33% 。

sKiiP ® 4 IPM 主要用于风能和太阳能应用、電力牵引、电梯系统以及大功率的工業驅動。

赛米控技术研讨会在中国三地圆满结束第四期 (2009年8月) P2借助 SKiiP® 4 开发更强大、结构更紧凑的变频器，从而降低成本。

功率的增加依赖于使用了创新压接系统、改进的散热器以及IGBT4 、CAL4芯片技术。

此外， 該模塊首次使用6个并联的半桥，而非目前所普遍采用的4个半桥。

SKiiP® 4模块中，半导体芯片不是焊接到陶瓷基板上，而是采用烧结技术连接，这意味些实验，可以识别早期产生的硅失效并将有缺陷的芯片清除。

实验中，模块是被暴露在最大可能结温下。

无焊接压接系统和集成的叠层母線确保均匀的电流分布。

每个IGBT和二极管芯片单独连接到主端子上，使模块內阻抗很低。

这些芯片不是焊接到陶瓷基板上，而是通过烧结过程连接。

由于这些模块没有底板，DCB和离，这意味着用户无需提供额外的隔离。

为了更加完美，新 SKiiP® 4 IPM还有一个多级输出级，以减少过电压，输出级中还包括其他各种保护功能。

最后，在用户侧还提供优化评估的诊断通道。

英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。

它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。

由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。

随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。

一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。

生产时间是 1990 年－ 1995 年。

西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。

如 BSM150GB120DN1。

图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。

PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。

因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列 IGBT 有优势。

二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。

由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。

Absolute Maximum RatingsSymbol Conditions1)Values Units V CES V GES I C I CM T j T stg V isolT heatsink = 25 / 80 °Ct p < 1 ms; T heatsink = 25 / 80 °C AC, 1 min.1200± 20125 / 85250 / 170– 40 . . . + 150– 40 . . . + 1252500V V A A °C °C V Inverse Diode I F = –I C I FM = –I CM I FSMI 2tT heatsink = 25 / 80 °Ct p < 1 ms; T heatsink = 25 / 80 °Ct p = 10 ms; sin., T j = 25 °C t p = 10 ms; sin., T j = 25 °C 80 / 53160 / 1067202600A A A A 2sCharacteristicsSymbol Conditions 1)min.typ.max.UnitsIGBT - InverterV CEsatt d(on)t rt d(off)t fE on + E off C ies R thjhI C = 100 A T j = 25 (125) °C V CC = 600 V; V GE = ± 15 V I C = 100 A; T j = 125 °C R gon = R goff = 11 Ωinductive load V CE = 25 V; V GE = 0 V, 1 MHzper IGBT ––––––––2,5(3,1)505540070276,6–3,0(3,7)100110600100––0,25V ns ns ns ns mJ nF K/W Diode 2) - InverterV F = V EC V TOr TI RRMQ rrE offR thjhI F = 75 A T j = 25 (125) °CT j = 125 °C T j = 125 °C I F = 75 A, V R = – 600 V di F /dt = – 800 A/µs V GE = 0 V, T j = 125 °C per diode –––––––2,0(1,8)1,01145113,0–2,5(2.3)1,215–––0,8V V m ΩA µC mJ K/W Current sensor for three phase output ac current (SKiiP 83 AC 12 I)I p RMS I pmax RMSI p peakR outI s RMSI p : I s Offset error Linearitydelay time BandwidthContinuous current,T = 100 °C, V suppl = ± 15 Vt ≤ 2 s t ≤ 10 µs terminating resistance rated sensor current at I p = 50 A RMStransfer ratioI P = 0 A, T = – 40 ... 100 °CI P =10 % – 80 %90 % – 20 %––––––––50–100050251 : 2000± 0,20,1< 1< 10 – 100–80––––––(– 3dB)A A A ΩmA mA %µs µs kHz Temperature SensorR TS T = 25 / 100 °C1000 / 1670ΩMechanical DataM 1Case case to heatsink, SI Units mechanical outline see pagesB 16 – 11 and B 16 – 122,5–M83,5NmSKiiP 83 AC 12 - SKiiP 83 AC 12 I MiniSKiiP 8SEMIKRON integrated intelligent Power SKiiP 83 AC 12SKiiP 83 AC 12 I 3)SKiiP 83 AC 12 IS 4)IGBT3-phase bridge inverterCase M8UL recognized file no. E63532•more detailed characteristics ofcurrent sensors and temperature sensor please refer to part A •common characteristics see page B 16 – 4Options•also available with powerful free-wheeling diodes. Data sheet on request1)T heatsink = 25 °C, unless otherwise specified2)CAL = Controlled Axial Lifetime Technology (soft and fast recovery)3)With integrated closed loop current sensors4)Extended current range, data sheet on request~~~0408012016002001234517V13V15V 11V 9V7VI C [A]V CE [V]83AC120104080120160200123459V7V13V15V 17V11V I C [A]83AC1202V CE [V]02468101214161820600V800VV GE [V]83AC1205Q G [nC]200400600800Fig. 3Turn-on /-off energy = f (I C )Fig. 4Turn-on /-off energy = f (R G )I Cpuls = 100 AV GE = 0 V f = 1 MHzFig. 1Typ. output characteristic, t p = 80 µs; 25 °C Fig. 2Typ. output characteristic, t p = 80 µs; 125 °CFig. 5Typ. gate charge characteristic Fig. 6Typ. capacitances vs. V CET j = 125 °C V CE = 600 V V GE = ± 15 V I C = 100 AT j = 125 °C V CE = 600 V V GE = ± 15 V R G = 11 ΩT j = ≤ 150 °C V GE = ± 15 V t sc = ≤ 10 µs L ext < 25 nHT j = ≤ 150 °C V GE = ± 15 VT j = 150 °C V GE = ≥ 15 VFig. 9Turn-off safe operating area (RBSOA) of the IGBT Fig. 10Safe operating area at short circuit of the IGBTFig. 7Rated current of the IGBT I Cop / I C = f (T h)00.20.40.60.81.01.2255075100125150I Cop /I C Mini1207T h [°C]00,511,522,550010001500I Cpuls /I C Mini1209V CE [V]02468101250010001500Note:*Allowed nu mbers of short ci r cuit:<1000*Time between short circuit:>1sI Csc /I CN Mini1210V CE [V]Fig. 11Typ. freewheeling diode forward characteristic Fig. 12Forward characteristic of the input bridge diode MiniSKiiP 1200 VMiniSKiiP 8Inverter part SKiiP 82 AC 06 ... SKiiP 83 AC 06 ... SKiiP 81 AC 12 ... SKiiP 82 AC 12 ... SKiiP 83 AC 12 ...CircuitCase M8Note:The current sensors are available only by option IMiniSKiiP 8 Inverter partSKiiP 82 AC 06 ... SKiiP 83 AC 06 ... SKiiP 81 AC 12 ... SKiiP 82 AC 12 ... SKiiP 83 AC 12 ...Case M8Layout and connections for thecustomer’s printed circuit boardpinconnection optional1T+2T-3~1ET1CB14GB15GT16–EB1EB2EB37+CT1CT2CT38GB29GT210~2ET2CB211+CT1CT2CT312–EB1EB2EB313GT314~3ET3CB315GB316K1 for ~1X 17K2 for ~1X 18S1 for ~1X 19S2 for ~1X 20K1 for ~2X 21K2 for ~2X 22S1 for ~2X 23S2 for ~2X 24K1 for ~3X 25K2 for ~3X 26S1 for ~3X 27S2 for ~3X。

英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。

它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。

由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。

随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。

一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。

生产时间是 1990 年－ 1995 年。

西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。

如 BSM150GB120DN1。

图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。

PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。

因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列 IGBT 有优势。

二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。

由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。

英飞凌各代IGBT模块技术详解IGBT 是绝缘门极双极型晶体管（Isolated Gate Bipolar Transistor）的英文缩写。

它是八十年代末，九十年代初迅速发展起来的新型复合器件。

由于它将 MOSFET 和 GTR 的优点集于一身，既有输入阻抗高，速度快，热稳定性好，电压驱动（MOSFET 的优点，克服 GTR 缺点）；又具有通态压降低，可以向高电压、大电流方向发展（GTR 的优点，克服 MOSFET 的缺点）等综合优点，因此 IGBT 发展很快，在开关频率大于 1KHz，功率大于 5KW 的应用场合具有优势。

随着以 MOSFET、IGBT 为代表的电压控制型器件的出现，电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段，并使电力电子技术发展得更加丰富，同时为高效节能、省材、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

英飞凌／EUPEC IGBT 芯片发展经历了三代，下面将具体介绍。

一、IGBT1－平面栅穿通（PT）型 IGBT （1988 1995）西门子第一代 IGBT 芯片也是采用平面栅、PT 型 IGBT 工艺，这是最初的 IGBT 概念原型产品。

生产时间是 1990 年－ 1995 年。

西门子第一代 IGBT 以后缀为“DN1” 来区分。

如 BSM150GB120DN1。

图 1.1 PT-IGBT 结构图PT 型 IGBT 是在厚度约为 300－500μm 的硅衬底上外延生长有源层，在外延层上制作IGBT 元胞。

PT-IGBT 具有类 GTR 特性，在向 1200V 以上高压方向发展时，遇到了高阻、厚外延难度大、成本高、可靠性较低的障碍。

因此，PT-IGBT 适合生产低压器件，600V 系列 IGBT 有优势。

二、IGBT2－第二代平面栅 NPT-IGBT西门子公司经过了潜心研究，于 1989 年在 IEEE 功率电子专家会议（PESC）上率先提出了 NPT－IGBT 概念。

由于随着 IGBT 耐压的提高，如电压VCE≥1200V，要求 IGBT 承受耐压的基区厚度dB>100μm，在硅衬底上外延生长高阻厚外延的做法，不仅成本高，而且外延层的掺杂浓度和外延层的均匀性都难以保证。

© by SEMIKRONRev. 3.0–24.09.20211MiniSKiiP ®2 DualHalf-BridgeSKiiP 26GB12F4V1Features*•Fast Trench 4 IGBTs•Robust and soft freewheeling diodes in CAL technology•Highly reliable spring contacts for electrical connections•UL recognised: File no. E63532•NTC T-SensorRemarks•Max. case temperature limited to T C =125°C•Product reliability results valid for T j ≤150°C (recommended T j,op =-40...+150°C)Absolute Maximum Ratings SymbolConditionsValuesUnitInverter - IGBTV CES T j =25°C1200V I C λpaste =0.8 W/(mK)T j =175°C T s =25°C 197A T s =70°C 158A I Cλpaste =2.5 W/(mK)T j =175°C T s =25°C 257A T s =70°C208A I Cnom 200A I CRM 400A V GES -20 (20)V t psc V CC =800V V GE ≤ 15V V CES ≤ 1200VT j =150°C10µs T j -40...175°C Inverse - DiodeI F λpaste =0.8 W/(mK)T j =175°C T s =25°C 194A T s =70°C 154A I F λpaste =2.5 W/(mK)T j =175°C T s =25°C 219A T s =70°C174A I FRM 400A I FSM 10ms, sin 180°, T j =150°C 990A T j -40 (175)°C Module I t(RMS)T terminal =80°C, 20 A per spring 200A T stg module without TIM -40...125°C V isolAC sinus 50 Hz, t =1min 2500VCharacteristics SymbolConditionsmin.typ.max.UnitInverter - IGBTV CE(sat)I C =200A V GE =15V chiplevelT j =25°C 2.05 2.42V T j =150°C 2.59 2.96V V CE0chiplevel T j =25°C 1.10 1.28V T j =150°C 0.95 1.13V r CE V GE =15V chiplevelT j =25°C 4.8 5.7m ΩT j =150°C8.29.2m ΩV GE(th)V GE = V CE , I C =7.6mA5.25.86.4V I CES V GE =0V,V CE =1200V, T j =25°C 2.0mA C ies V CE =25V V GE =0Vf =1MHz 12.30nF C oes f =1MHz 0.81nF C res f =1MHz0.69nF Q G V GE =- 8 V...+ 15 V 1134nC R Gint T j =25°C 3.8Ωt d(on)V CC =600V I C =200A R G on =2ΩR G off =2Ωdi/dt on =4100A/µs di/dt off =2500A/µs V GE =+15/-15VT j =150°C 167ns t r T j =150°C 52ns E on T j =150°C 16.8mJ t d(off)T j =150°C 414ns t f T j =150°C 52ns E off T j =150°C 16.3mJ R th(j-s)per IGBT, λpaste =0.8 W/(mK)0.25K/W R th(j-s)per IGBT, λpaste =2.5 W/(mK)0.16K/W2Rev. 3.0–24.09.2021© by SEMIKRONMiniSKiiP ®2 DualHalf-BridgeSKiiP 26GB12F4V1Features*•Fast Trench 4 IGBTs•Robust and soft freewheeling diodes in CAL technology•Highly reliable spring contacts for electrical connections•UL recognised: File no. E63532•NTC T-SensorRemarks•Max. case temperature limited to T C = 125°C•Product reliability results valid for T j ≤150°C (recommended T j,op =-40...+150°C)Characteristics SymbolConditionsmin.typ.max.UnitInverse - DiodeV F = V EC I F =200AV GE =0V chiplevelT j =25°C 2.20 2.52V T j =150°C 2.15 2.47V V F0chiplevel T j =25°C 1.30 1.50V T j =150°C 0.90 1.10V r FchiplevelT j =25°C 4.5 5.1m ΩT j =150°C6.3 6.9m ΩI RRM I F =200A di/dt off =3840A/µs V GE =-15VV CC =600VT j =150°C 189A Q rr T j=150°C28.7µC E rr T j =150°C 11.7mJ R th(j-s)per Diode, λpaste =0.8 W/(mK)0.34K/W R th(j-s)per Diode, λpaste =2.5 W/(mK)0.28K/W Module L CE 20nHM s to heat sink 22.5Nm w50g Temperature Sensor R 100T c =100°C (R 25=5 k Ω)493 ± 5%ΩB 25/85R (T)=R 25*exp[B 25/85*(1/T-1/298)], T[K]3420K© by SEMIKRON Rev. 3.0–24.09.202134Rev. 3.0–24.09.2021© by SEMIKRON© by SEMIKRON Rev. 3.0–24.09.20215This is an electrostatic discharge sensitive device (ESDS) due to international standard IEC 61340.*IMPORTANT INFORMATION AND WARNINGSThe specifications of SEMIKRON products may not be considered as guarantee or assurance of product characteristics ("Beschaffenheitsgarantie"). The specifications of SEMIKRON products describe only the usual characteristics of products to be expected in typical applications, which may still vary depending on the specific application. Therefore, products must be tested for the respective application in advance. Application adjustments may be necessary. The user of SEMIKRON products is responsible for the safety of their applications embedding SEMIKRON products and must take adequate safety measures to prevent the applications from causing a physical injury, fire or other problem if any of SEMIKRON products become faulty. The user is responsible to make sure that the application design is compliant with all applicable laws, regulations, norms and standards. 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SKiiP ®3SKiiP 613 GD123-3DUL V3Features•SKiiP technology inside •Trench IGBTs •CAL HD diode technology •DC-Link voltage monitoring •Integrated current sensor•Integrated temperature sensor •Integrated heat sink•UL recognized File no. E63532Typical Applications*•Renewable energies •Traction •Elevators•Industrial drivesFootnotes1)With assembly of suitable MKP capacitor per terminalSymbolConditions Values UnitSystem V CC 1)Operating DC link voltage900V V isol DC, t =1s, main terminals to heat sink 4300V I t(RMS)per AC terminal, T terminal <115°C 400A I FSM T j =150°C, t p =10ms, sin 180°3500A I²t T j =150°C, t p =10ms, diode 61kA²s f out fundamental output frequency 1kHz T stg storage temperature-40 (85)°CIGBT V CES T j =25°C 1200V I CT j =150°CT s =25°C 577A T s =70°C444A I Cnom 600A T j 2)junction temperature -40...150°C Diode V RRM T j =25°C 1200V I F T j =150°CT s =25°C 466A T s =70°C353A I Fnom 470A T j junction temperature -40...150°C Driver V s power supply13 ... 30V V iH input signal voltage (high)15 + 0.3V V isolPD QPD <= 10pC, PRIM to POWER 1170V dv/dt secondary to primary side 75kV/µs f swswitching frequency15kHzCharacteristics T s = 25°C unless otherwise specified SymbolConditions min.typ.max.UnitIGBT V CE(sat)I C =300A at terminalT j =25°C 1.7 2.1V T j =125°C 1.9V V CE0T j =25°C 0.90 1.10V T j =125°C0.80 1.00V r CE at terminal T j =25°C 2.6 3.3m ΩT j =125°C 3.7 4.4m ΩE on + E off I C =300A T j =125°C V CC =600V 110mJ V CC =900V195mJ R th(j-s)per IGBT switch 0.059K/W R th(j-r)per IGBT switch0.054K/WSKiiP ®3SKiiP 613 GD123-3DUL V3Features•SKiiP technology inside •Trench IGBTs •CAL HD diode technology •DC-Link voltage monitoring •Integrated current sensor•Integrated temperature sensor •Integrated heat sink•UL recognized File no. E63532Typical Applications*•Renewable energies •Traction •Elevators•Industrial drivesFootnotes1)With assembly of suitable MKP capacitor per terminalSymbolConditions min.typ.max.UnitDiode V F = V EC I F =300A at terminalT j =25°C 1.50 1.80V T j =125°C 1.50V V F0T j =25°C 0.9 1.10V T j =125°C0.70.90V r Fat terminal T j =25°C 2 2.3m ΩT j =125°C 2.73m ΩE rr I F =300A T j =125°C V R =600V 21mJ V R =900V28mJ R th(j-s)per diode switch 0.115K/W R th(j-r)per diode switch0.174K/W DriverV s supply voltage non stabilized 132430V I S0bias current @V s =24V, f sw = 0, I AC = 0420mA I sk 1=42mA/kHz, k 2=0.00211mA/A 2= 420+ k 1* f sw+ k 2 * I AC 2mA V IT+input threshold voltage (HIGH)12.3V V IT-input threshold voltage (LOW) 4.6V R IN input resistance 10k ΩC IN input capacitance 1nF t pRESET error memory reset time 0.0122ms t TD top / bottom switch interlock time 3µs t jitter jitter clock time125ns t SIS short pulse suppression time 0.6250.7µs I TRIPSC over current trip level 735750765A PEAK T trip over temperature trip level110115120°C V DCtrip over voltage trip level,900V t d(on)IOV CC =900VI C =300AT j =25°Cinput-output turn-onpropagation time1.4µst d(off)IO input-outputturn-offpropagation time 1.4µsSystem R th(r-a)flow rate=420m 3/h, T a =25°C, 500m above sea level0.0294K/W R CC'+EE'terminals to chip, T s =25°C 0.5m ΩL CE commutation inductance 12nH C CHC per phase, AC-side1.7nF I CES + I RD V GE =0V,V CE =1200V, T j =25°C 1.2mA M dc DC terminals, SI Units 68Nm M ac AC terminals, SI Units 1315Nm w SKiiP System w/o heat sink 2.4kg w hheat sink6.2kgFig. 1: Typical IGBT output characteristic Fig. 2: Typical diode output characteristicsFig. 3: Typical energy losses E = f(I c, V cc)Fig. 4: Typical energy losses E = f(I c, V cc)Fig. 5: Pressure drop Δp versus flow rate V Fig. 6: Transient thermal impedance Zth(j-r)Fig. 7: Transient thermal impedance Zth(r-a)Fig. 8: Coefficients of thermal impedances Fig. 9: Thermal resistance Rth(r-a) versus flow rate VHeat sinkThis is an electrostatic discharge sensitive device (ESDS), international standard IEC 60747-1, Chapter IX* The specifications of our components may not be considered as an assurance of component characteristics. Components have to be tested for the respective application. Adjustments may be necessary. The use of SEMIKRON products in life support appliances and systems is subject to prior specification and written approval by SEMIKRON. We therefore strongly recommend prior consultation of our staff.System。

赛米控推出电源功率高达90kW的MiniSKiiP Dual模块佚名
【期刊名称】《变频技术应用》
【年(卷),期】2014(009)004
【摘要】电力电子产品制造商赛米控所生产的MiniSKiiP系列产品的主要优点。

MiniSKiiP主要用于工业电机驱动、太阳能逆变器和电源。

既继40kW MiniSKiiP 之后，MiniSKiiP现在已达到了90kW的功率范围。

新的MiniSKiiP Dual电流和电压的组合涵盖150A-300A／650V、150A-300A／1200V和100A-200A／1700V．
【总页数】1页(P102-102)
【正文语种】中文
【中图分类】TP303.3
【相关文献】
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