繼英飛凌1200V IGBT7 T7芯片在中小功率模塊產品相繼量產并取得客戶認可后,英飛凌最新推出了適用于大功率應用場景的1200V IGBT7 P7芯片,并將其應用在PrimePACK模塊中,再次刷新了該封裝的功率密度上限。
1200V P7模塊首發型號有以下兩個:
相比于以前的IGBT4或IGBT5產品,新的IGBT7產品進一步拓展了PrimePACK封裝電流等級,而且極大地提升了模塊的功率密度,從下表就可以直觀看出。
以IGBT7 1600A PrimePACK 2封裝為例,相對于IGBT4的同封裝里最大的900A模塊,其電流密度提升達到77%,而即使相對于IGBT4的PrimePACK 3封裝里電流最大的1400A模塊,其電流密度也提升了14%。
因此,采用新的IGBT7 P7 PrimePACK模塊,可以帶來以下三點優勢:
同封裝替換IGBT4模塊,實現系統輸出更大的電流(或功率);
以小的PP2封裝替換大的PP3封裝,實現更緊湊的系統設計;
對于多模塊并聯的應用場景,減小并聯模塊的數量。
另外,模塊內采用了最新的1200V TRENCHSTOP IGBT7大功率P7芯片,和上一代的P4芯片相比,P7芯片有以下突出特性:
與IGBT4的P4相比,P7芯片的Vcesat@Icnom降低了0.75V,降幅達35%,非常適合于大功率模塊的低頻應用場合;
短時過載的最高運行結溫Tvjop 可達175℃,過載時長t≤1分鐘且占空比D≤20%;
通過調整門級電阻Rg,可以很好的控制IGBT開關時的dv/dt
下面我們以FF1600R12IP7為例,通過與IGBT4的對應模塊在規格書參數及實際工況下仿真結果的對比,來看其實際性能表現。
首先,規格書關鍵參數對比結果如下,可以看出新模塊的Vcesat和Vf降幅都非常大。比如FF1600R12IP7在1400A電流下的飽和壓降Vcesat,僅有1.31V,比上一代FF1400R12IP4的2.15V,降低了0.84V,而二極管正向壓降VF也降低了0.28V。
其次,我們基于如下的通用變頻器典型工況,對上述三個器件型號在同一工況下仿真其最大輸出電流能力及損耗,得到如下結果:
仿真工況:
仿真結果之最大輸出電流能力對比:
從以上結果可以看出,在開關頻率fsw=1~2.5kHz的范圍內,新的FF1600R12IP7雖然是PP2的小封裝,但其輸出電流能力可以與上一代采用PP3封裝的FF1400R12IP4相媲美,或者能輸出更大的電流,且開關頻率越低FF1600R12IP7的優勢越明顯。
總之,搭載1200V IGBT7 P7芯片的PrimePACK模塊,“小身材大能量”,相比P4模塊,相同封裝額定電流大幅提升,極大拓展了功率密度,甚至可以用單個模塊替代之前需要兩個或三個模塊并聯的應用場合,解決并聯不易均流的設計煩惱,使系統設計更加緊湊,縮短產品上市時間,為您的系統設計提供更優的方案選擇。
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