【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 固定在散熱器上，測(cè)溫探頭無(wú)法接觸到散熱片的中間位置，可在器件散熱片上選取離芯片中心距離最近的點(diǎn)或封裝基板與散熱器交界線上離芯片最近的部位。 IGBT功耗與電流計(jì)算的簡(jiǎn)化方法 IGBT在任一時(shí)間段內(nèi)總的能量損耗由下式給出： …………………….….(1)總功耗則由（2）式給出，計(jì)算時(shí)一般將導(dǎo)通損耗Pcond和開(kāi)關(guān)損耗Pswitch先分別求出。Ptot=Etotf……………………………………………………(2)Ptot= Pcond + Pswitch…………………………………………(3)(3)式中開(kāi)關(guān)損耗Pswitch的計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用中的驅(qū)動(dòng)電阻及工作電流電壓等因素有關(guān)；為方便計(jì)算下表給出三種電流波形的ic和Pcond近似計(jì)算公式，實(shí)際應(yīng)用中的電流波形（高帶寬示波器記錄）或?yàn)橄卤砥渲兄?，或?yàn)槎饺叩慕M合。通過(guò)ic對(duì)時(shí)間的積分即可計(jì)算出平均電流IC的實(shí)際值。電流波形或描述ic計(jì)算公式方波 ic = IcPcond=Ic（RceIc + VTO ）D梯型波 ic = Ic(1) + ( Ic(2) Ic(1) )t /tpPcond= [Rce(Ic(1) + (Ic(2) ) 247。2 + VTO[Ic(1)Ic(1) + Ic(1)Ic(2) + Ic(2)Ic(2)]247。3D三角波 ic = Ict /tpPcond=Ic(2RceIc + 3VTO) 247。6D 返回目錄 晶閘管降額規(guī)范器件應(yīng)力考核點(diǎn)：正向峰值電壓VDRM，反向峰值電壓VRRM，平均電流IFAV，浪涌電流IFMAX，結(jié)溫Tj，電壓上升率dv/dt，電流上升率di/dt，門(mén)極功率PG 產(chǎn)品保修期等級(jí)及產(chǎn)品I、II工作區(qū)、產(chǎn)品額定工作點(diǎn)簡(jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)品保修期等級(jí)：分為A、B兩個(gè)等級(jí)，A級(jí)指保修期為2～3年，B級(jí)指保修期為1～2年。I、II工作區(qū)：產(chǎn)品的I工作區(qū)指產(chǎn)品“正?！惫ぷ鲄^(qū)域，即產(chǎn)品手冊(cè)所規(guī)定的輸入/輸出（環(huán)境溫度/電壓/電流/功率等）所允許變化的區(qū)域，是器件長(zhǎng)期工作的區(qū)域。該區(qū)中的存在某一點(diǎn)（或區(qū)域），對(duì)應(yīng)器件某項(xiàng)參數(shù)的最大應(yīng)力，稱(chēng)為I區(qū)該項(xiàng)應(yīng)力的最壞情況；II工作區(qū)指產(chǎn)品“異?！惫ぷ鲄^(qū)域，即在開(kāi)/關(guān)機(jī)、輸入過(guò)/欠壓保護(hù)、輸出過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)、輸入/負(fù)載跳變、風(fēng)扇故障停轉(zhuǎn)等“異常”工作情況器件短時(shí)間工作區(qū)域。在該區(qū)域中的某一點(diǎn)對(duì)應(yīng)器件某項(xiàng)參數(shù)的最大應(yīng)力，稱(chēng)為II區(qū)該項(xiàng)應(yīng)力最壞情況。產(chǎn)品額定工作點(diǎn)是指我司產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中所規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)典型工作條件的組合（主要是輸入電壓、負(fù)載、工作環(huán)境溫度等）。 若產(chǎn)品規(guī)格書(shū)未指明典型工作條件，則以標(biāo)稱(chēng)工作范圍的最大值代替。《產(chǎn)品保修期等級(jí)與產(chǎn)品I、II工作區(qū)、產(chǎn)品額定工作點(diǎn)的定義》。 器件應(yīng)力限制 正向峰值電壓VDRM和反向峰值電壓VRRM 晶閘管的電壓降額從兩個(gè)方面考慮：最高正向峰值電壓VDRM和最高反向峰值電壓VRRM，Ⅰ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況下允許使用電壓的降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最高正向峰值電壓VDRM最高反向峰值電壓VRRM產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜75%對(duì)應(yīng)額定值＜70%對(duì)應(yīng)額定值Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%對(duì)應(yīng)額定值＜80%對(duì)應(yīng)額定值Ⅱ工作區(qū)最壞情況＜100%對(duì)應(yīng)額定值 平均電流IFAV和浪涌電流IFMAX 晶閘管的電流降額分最大平均電流和最大浪涌電流兩項(xiàng)，一般情況下只需考核平均電流降額，浪涌電流降額只在其值大于對(duì)應(yīng)額定值50%時(shí)有考核要求（此時(shí)應(yīng)在降額表中填寫(xiě)I2t值，）。在對(duì)應(yīng)的溫度條件下，平均電流或浪涌電流的降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最大平均電流IFAV 產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜70%同等殼溫額定值＜60%同等殼溫額定值Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%同等殼溫額定值＜75%同等殼溫額定值最大浪涌電流IFMAXⅠ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況＜75%同等殼溫額定值注: 過(guò)載工作時(shí)的電流應(yīng)力按Ⅰ工作區(qū)最壞情況要求進(jìn)行考核。 穩(wěn)態(tài)結(jié)溫Tj和瞬態(tài)結(jié)溫Tj 結(jié)溫考核分穩(wěn)態(tài)結(jié)溫和瞬態(tài)結(jié)溫兩項(xiàng)，一般情況只須考核穩(wěn)態(tài)結(jié)溫的降額，當(dāng)有浪涌電流考核要求時(shí)必須考核瞬態(tài)結(jié)溫降額。最壞情況下允許的降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最高穩(wěn)態(tài)結(jié)溫Tj產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜80%最高允許結(jié)溫＜70%最高允許結(jié)溫Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%最高允許結(jié)溫＜75%最高允許結(jié)溫 最高瞬態(tài)結(jié)溫TjⅠ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況＜95%最高允許結(jié)溫 注: 過(guò)載工作時(shí)的溫度應(yīng)力按Ⅰ工作區(qū)最壞情況要求進(jìn)行考核。 電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt 晶閘管在阻斷狀態(tài)下承受的電壓上升率dv/dt和開(kāi)通過(guò)程中承受的電流上升率di/dt均應(yīng)針對(duì)額定值降額使用（雷擊或浪涌條件下di/dt可全額使用）。最壞情況下允許的dv/dt和di/dt降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最高重加電壓上升率dv/dtⅠ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況＜85%對(duì)應(yīng)額定值最高陽(yáng)極電流上升率di/dt 門(mén)極峰值功率PGM和門(mén)極平均功率PGAV 普通晶閘管的門(mén)極功率必須限制在一定范圍，門(mén)極功率下限值要求保證在額定極低溫下晶閘管能可靠開(kāi)通，允許的門(mén)極峰值功率和平均功率上限值降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品門(mén)極功率峰值PGMⅠ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況 ＜80%對(duì)應(yīng)最大額定值門(mén)極功率平均值PGAV 降額考核點(diǎn)的測(cè)試與計(jì)算 斷態(tài)峰值電壓VRRM和反降峰值電壓VRRM測(cè)算在Ⅰ、Ⅱ狀態(tài)分別使用帶寬大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道（避免頻帶衰減造成的誤差）來(lái)測(cè)量晶閘管實(shí)際承受的最高反向峰值電壓VRRM和最高正向峰值電壓VDRM。 平均電流IFAV和浪涌電流IFMAX測(cè)算平均電流降額測(cè)算：用帶寬大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道來(lái)測(cè)量晶閘管在整機(jī)穩(wěn)定工作后所實(shí)際承受的電流波形，根據(jù)波形特點(diǎn)選取合適的計(jì)算方法（）計(jì)算電流平均值IFAV，再查閱廠家對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表上的IFAV—TC曲線找出對(duì)應(yīng)實(shí)際工作殼溫下的平均電流額定值IN，IFAV和IN的比值即為降額比。浪涌電流降額測(cè)算：用帶寬大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道來(lái)記錄電流波形，找出其最大值IFMAX，計(jì)算降額時(shí)須注意浪涌電流額定值同樣是溫度的函數(shù)，其對(duì)應(yīng)于實(shí)際工作殼溫TC下的額定值IM可由數(shù)據(jù)表給出的特定溫度額定值近似求出，IFMAX與IM的比值即為降額比。 穩(wěn)態(tài)結(jié)溫Tj和瞬態(tài)結(jié)溫Tj測(cè)算首先用點(diǎn)溫計(jì)測(cè)出晶閘管的最高工作殼溫TC 。理論上的殼溫測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于芯片幾何中心，應(yīng)用中可考慮在散熱器上打一小孔，插入溫度探頭后灌滿導(dǎo)熱硅脂或?qū)崮z進(jìn)行測(cè)溫，不方便打孔的散熱器，可在散熱底板側(cè)面或底板與散熱器交界線上選取離管芯最近處的一點(diǎn)或幾個(gè)點(diǎn)測(cè)溫并取最高溫度作為測(cè)試值，注意該點(diǎn)的位置應(yīng)同時(shí)是風(fēng)速相對(duì)最小或溫度最高點(diǎn)。再根據(jù)測(cè)得的電流波形和電壓波形求出平均功耗PO(同時(shí)適應(yīng)于穩(wěn)態(tài)功耗和瞬態(tài)功耗計(jì)算)。平均功耗的計(jì)算除用積分的方法外、也可用近似方法求出：利用廠家數(shù)據(jù)表上給出的門(mén)檻電壓VTO、斜率電阻rT 及已計(jì)算出的電流平均值估算出導(dǎo)通功耗，將開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗的和按導(dǎo)通損耗的15%計(jì)算即可求出總功耗。部分廠家的數(shù)據(jù)表上給出了總功耗和平均電流的關(guān)系曲線（PO—IAV曲線），因此總功耗值也可根據(jù)測(cè)算出的平均電流直接查出。最后、從數(shù)據(jù)表上查出熱阻Rthjc，利用測(cè)量出的殼溫和功耗，即可用下式計(jì)算出結(jié)溫Tj。Tj與Tjm之比即為降額比。Tj = Po*Rthjc+Tc 注意：①、Rthjc分穩(wěn)態(tài)值和瞬態(tài)值，廠家一般給出熱阻與時(shí)間的關(guān)系曲線，如查穩(wěn)態(tài)熱阻則取最大值，須查瞬態(tài)熱阻時(shí)可根據(jù)最大浪涌電流的脈寬及占空比對(duì)應(yīng)查找熱阻值；②、計(jì)算瞬態(tài)工作結(jié)溫時(shí)Tc仍以穩(wěn)態(tài)殼溫值代入（近似）計(jì)算；③、小功率晶閘管只能從數(shù)據(jù)表查到結(jié)到環(huán)境的熱阻Rthjca, 此時(shí)TC以產(chǎn)品定義的最高環(huán)境溫度TA計(jì)算。 電壓上升率dv/dt和電流上升率di/dt測(cè)算晶閘管承受dv/dt和di/dt的實(shí)測(cè)值分別由測(cè)得的電壓波形和電流波形計(jì)算得出。一般情況下只考核器件關(guān)斷過(guò)程和正向阻斷狀態(tài)時(shí)的dv/dt應(yīng)力，并取兩者中較高的值為實(shí)測(cè)值，di/dt一般只考核其開(kāi)通過(guò)程的陽(yáng)極電流上升率情況。注意：①、dv/dt和di/dt的額定值定義溫度條件都是最高結(jié)溫，應(yīng)用中工作結(jié)溫低于最高結(jié)溫，但為了計(jì)算的方便可忽略溫度變化對(duì)額定值的影響；②、dv/dt和di/dt的計(jì)算與所取波形的時(shí)間段以及時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，計(jì)算的原則應(yīng)使計(jì)算結(jié)果最大化。 門(mén)極峰值功率PGM和門(mén)極平均功率PGAV測(cè)算門(mén)極功率額定值包括峰值和平均值(電流1A以下的小功率管只考核平均值)，需測(cè)量控制極的觸發(fā)電流和電壓來(lái)計(jì)算，門(mén)極功率的計(jì)算可采用類(lèi)似于通態(tài)功耗的近似計(jì)算方法進(jìn)行。計(jì)算降額時(shí)請(qǐng)注意其額定值是溫度的函數(shù)。 器件應(yīng)力降額檢查表及詳細(xì)填寫(xiě)要求 門(mén)極特性和門(mén)極設(shè)計(jì)的降額考慮理想控制極觸發(fā)區(qū)邊界由器件極限參數(shù)給出。下圖中，1是最小觸發(fā)電流線；2是最高觸發(fā)電壓線；3是最大瞬時(shí)（峰值）門(mén)極功率線；4是最大觸發(fā)電流線；5是最小觸發(fā)電壓線；6是小電流條件下的最小功率線；7是小電壓條件下的最小功率線；8是允許的最大門(mén)極平均功率線。負(fù)載線是開(kāi)路電壓EOC與短路電流ISC（EOC/Rg）的連線，是由門(mén)極電阻的設(shè)計(jì)決定的。負(fù)載線與器件的門(mén)極特性曲線的交點(diǎn)即為最大的門(mén)極實(shí)際工作點(diǎn)（最高電壓和最大電流）。門(mén)極設(shè)計(jì)的原則是讓負(fù)載線越靠近允許的最大門(mén)極功率線（8線）越好。 返回目錄 整流橋降額規(guī)范器件應(yīng)力考核點(diǎn)：反向電壓VR、平均電流IFAV、浪涌電流IFMAX、結(jié)溫TJ 產(chǎn)品保修期等級(jí)及產(chǎn)品I、II工作區(qū)、產(chǎn)品額定工作點(diǎn)簡(jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)品保修期等級(jí)：分為A、B兩個(gè)等級(jí)，A級(jí)指保修期為2～3年，B級(jí)指保修期為1～2年。I、II工作區(qū)：產(chǎn)品的I工作區(qū)指產(chǎn)品“正?！惫ぷ鲄^(qū)域，即產(chǎn)品手冊(cè)所規(guī)定的輸入/輸出（環(huán)境溫度/電壓/電流/功率等）所允許變化的區(qū)域，是器件長(zhǎng)期工作的區(qū)域。該區(qū)中的存在某一點(diǎn)（或區(qū)域），對(duì)應(yīng)器件某項(xiàng)參數(shù)的最大應(yīng)力，稱(chēng)為I區(qū)該項(xiàng)應(yīng)力的最壞情況；II工作區(qū)指產(chǎn)品“異?！惫ぷ鲄^(qū)域，即在開(kāi)/關(guān)機(jī)、輸入過(guò)/欠壓保護(hù)、輸出過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)、輸入/負(fù)載跳變、風(fēng)扇故障停轉(zhuǎn)等“異?！惫ぷ髑闆r器件短時(shí)間工作區(qū)域。在該區(qū)域中的某一點(diǎn)對(duì)應(yīng)器件某項(xiàng)參數(shù)的最大應(yīng)力，稱(chēng)為II區(qū)該項(xiàng)應(yīng)力最壞情況。產(chǎn)品額定工作點(diǎn)是指我司產(chǎn)品規(guī)格書(shū)中所規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)典型工作條件的組合（主要是輸入電壓、負(fù)載、工作環(huán)境溫度等）。若產(chǎn)品規(guī)格書(shū)未指明典型工作條件，則以標(biāo)稱(chēng)工作范圍的最大值代替。《產(chǎn)品保修期等級(jí)與產(chǎn)品I、II工作區(qū)、產(chǎn)品額定工作點(diǎn)的定義》。 器件應(yīng)力限制 最高反向峰值電壓VR 整流橋通常用作輸入整流，在開(kāi)關(guān)機(jī)狀態(tài)（Ⅱ工作區(qū)）、電網(wǎng)突變及負(fù)載突變等情況下將承受較高反向電壓，最壞情況下、Ⅰ、Ⅱ工作區(qū)允許使用電壓的降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最高反向峰值電壓VR產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜65%額定值＜60%額定值Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%額定值＜80%額定值Ⅱ工作區(qū)最壞情況 ＜100%額定值 最大平均電流IFAV、最大浪涌電流IFMAX 整流橋的電流考核分最大平均電流和最大浪涌電流兩項(xiàng)，一般情況下只考核平均電流（雙管考核單個(gè)管芯的平均電流IFAV、單相或三相橋考核總輸出電流IO），浪涌電流只在其值大于對(duì)應(yīng)額定值50%時(shí)有考核要求（此時(shí)應(yīng)在降額表中填寫(xiě)I2t值）。在換算到同一溫度條件下進(jìn)行比較時(shí)，平均電流或浪涌電流的降額系數(shù)為：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最大平均電流IFAV(或IO) 產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜70%同等殼溫額定值＜60%同等殼溫額定值Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%同等殼溫額定值＜75%同等殼溫額定值最大浪涌電流IFMAXⅠ、Ⅱ工作區(qū)最壞情況＜80%同等殼溫額定值 注: 過(guò)載工作時(shí)的電流應(yīng)力按Ⅰ工作區(qū)最壞情況要求進(jìn)行考核。 最高結(jié)溫TJ 一般情況可以只考核最高穩(wěn)態(tài)結(jié)溫降額，當(dāng)浪涌電流有考核要求時(shí)追加對(duì)最高瞬態(tài)結(jié)溫的考核：應(yīng)力考核點(diǎn)產(chǎn)品工作區(qū)域B級(jí)產(chǎn)品A級(jí)產(chǎn)品最高穩(wěn)態(tài)結(jié)溫TJ產(chǎn)品額定工作點(diǎn)＜80%最高允許結(jié)溫＜70%最高允許結(jié)溫Ⅰ工作區(qū)最壞情況＜85%最高允許結(jié)溫＜75%最高允許結(jié)溫最高瞬態(tài)結(jié)溫TJⅡ工作區(qū)最壞情況＜95%最高允許結(jié)溫 降額考核點(diǎn)的測(cè)試與計(jì)算 最高反向峰值電壓VR測(cè)算 在Ⅰ、Ⅱ狀態(tài)分別使用帶寬等于或大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道（避免頻帶衰減造成的誤差）來(lái)測(cè)量各二極管的最高反向峰值電壓VR。 最大平均電流IFAV、最大浪涌電流IFMAX測(cè)算平均電流降額測(cè)算：用帶寬等于或大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道來(lái)測(cè)量整流橋的電流波形，根據(jù)波形特點(diǎn)選取合適的計(jì)算方法求出電流平均值IFAV(或IO)，查閱廠家數(shù)據(jù)表上的IFAV－TC(或IO—TC)曲線找出對(duì)應(yīng)于實(shí)際工作殼溫下的平均電流額定值IN。IFAV(或IO)與IN的比值即為降額比。浪涌電流降額測(cè)算：用帶寬等于或大于100MHz數(shù)字示波器并選擇全帶寬通道來(lái)記錄電流波形，找出其最大值，以此進(jìn)行降額計(jì)算，注意浪涌電流的降額計(jì)算同樣必須在同一溫度條件下