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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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)。
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