应用手册 第一页 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 E3和T3系列1200V IGBT3 模块的性能 差异 1. 1200V IGBT的芯片工艺 通过优化第三代1200V IGBT系列产品 — — E3 的性能有了进一步的提 升。提升后的产品就是T3系列的IGBT。 T3系列IGBT减小了集射极饱和电压(VCEsat ) 和关断损耗(Eo f f ) 。(更多 IGBT3的信息，见应用手册AN2003-03) 图 1.1. 所有1200V IGBT产品的总开关损耗与饱和电压的关系 这种优化后的T3器件工作在更高的工作频率。功率损耗减小和电流密 度提高扩大了IGBT3模块系列产品的应用范围。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 in f o @eu p ec.co m w w w .eu p ec.co m Au t h o r : W ilh em Rusche 应用手册 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 2. 第二页 输出特性 图 2.1 为T3和E3系列IGBT的典型输出特性。 图 2.1 输出特性 (典型) 两种IGBT3（典型的）集射极饱和电压 (VCEsat )均为1.7V。在结温 Tvj = 25° C时E3和T3没有差别。 从 T3 系列IGBT在最大结温Tvjo p = 125° C和额定电流 (ICn o m )时的输出 特性图可看出，T3系列的集射极饱和电压 (VCEsat )比E3系列减小了大 约100m V。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 in f o @eu p ec.co m w w w .eu p ec.co m Au t h o r : W ilh em Rusche 应用手册 第三页 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 3. 开关特性 3.1. 开通 两种IGBT3典型的开通过程如图3.1.1和图 3.1.2所示。 VGE IC IGBT3 - T3 FS75R12KT3 Tvjo p = 125° C IC = 75A VDC = 600V Rg = Rg n o m = 4,7 Eo n = 6,2m J d i/d t = 3,6kA/µs d v/d t = -2,9kV/µs VCE 图 3.1.1. FS75R12KT3的开通过程（典型） VGE IC IGBT3 - E3 FS75R12KE3 Tvjo p = 125° C IC = 75A VDC = 600V Rg = Rg n o m = 4,7 Eo n = 6,3m J d i/d t = 2,4kA/µs d v/d t = -2,8kV/µs VCE 图 3.1.1. FS75R12KE3的开通过程（典型） 两种芯片的开通过程差不多，几乎没有差别。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 in f o @eu p ec.co m w w w .eu p ec.co m Au t h o r : W ilh em Rusche 应用手册 第四页 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 3.2. 开通损耗 E3和T3系列IGBT典型的开通损耗通过FS75R12KE3和FS75R12KT3两种IGBT 模块为例进行对比。开通损耗是关于集电极电流的方程Eo n = f (IC)。如图 3.2.1.所示。 Eo n = f (IC) @ ( FS75R12KE3 / FS75R12KT3 ) 18 VCE = 600V Tvjo p = 125° C RG = RGn o m VGE = ± 15V 16 14 Eon [mJ] 12 10 8 6 4 FS75R12KE3_Eo n FS75R12KT3_Eo n 2 0 0 40 80 IC [A] 120 160 图 3.2.1. 开通损耗（典型值） E3 vs. T3 E3和T3系列IGBT的典型开关损耗几乎没有差别。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 in f o @eu p ec.co m w w w .eu p ec.co m Au t h o r : W ilh em Rusche 应用手册 第五页 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 3.3. 关断 两种IGBT3典型的关断过程如图3.3.1和图 3.3.2所示。 VGE IC IGBT 3 - T3 FS75R12KT3 Tvjo p = 125° C IC = 75A VDC = 600V Rg = Rg n o m = 4,7 Eo f f = 8m J d i/d t = -0,45kA/µs d v/d t = 3,2kV/µs VCE 图 3.3.1. FS75R12KT3的关断过程（典型） V GE IC IGBT 3 - E3 FS75R12KE3 Tvjo p = 125° C IC = 75A VDC = 600V Rg = Rg n o m = 4,7 Eo f f = 11m J d i/d t = -0,39kA/µs d v/d t = 3,1kV/µs VCE 图 3.3.2. FS75R12KE3的关断过程（典型） 从两种芯片的关断过程可看出IGBT3-E3有更软的关断过程。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 应有手册 第六页 日期: 2005-04-27 应用手册编号: AN2005-02 3.4. 总的关断损耗 和E3系列IGBT相比，T3 系列IGBT减小了总的关断损耗。图3.4.1 给出 FS75R12KE3 和 FS75R12KT3关断损耗的典型特性，该关断损耗是集电 极电流的方程。 Eo f f = f (IC) @ ( FS75R12KE3 / FS75R12KT3 ) 18 VCE = 600V 16 Tvjop= 125 °C RG= RGno m VGE = ± 15V Eoff [mJ] 14 12 10 8 6 4 FS75R12KE3_Eo f f FS75R12KT3_Eo f f 2 0 0 40 80 120 160 IC [A] 图 3.4.1 总关断损耗（典型）E3 vs. T3 T3系列IGBT的关断损耗（FS75R12KT3 Eo f f = 8.1m J）在额定工作条件 下比E3系列(FS75R12KE3 Eo f f = 9.5m J)减小了大约17% 。 因为IGBT3 - T3在关断过程的软度有所降低，为了更好地利用IGBT3 T3关于降低关断损耗的优点，需要减小电路中的杂散电感。 关断过程电流的急剧减小，再加上直流环节和模块的寄生电感，在IGBT di 上产生的过电压为： V -L * 。 dt 关断过程中产生的加在IGBT上的过压必须限制小于模块的能承受的最大 电压(VCES)。 eu p ec GmbH Max-Planck-Straße D-59581 Warstein Tel. + 49 (0) 29 02 7 64-0 Fax + 49 (0) 29 02 7 64-12 56 in f o @eu p ec.co m w w w .eu p ec.co m Au t h o r : W ilh em Rusche