英飞凌IGBT7系列芯片
IGBT自面世以来，历经数代技术更迭，标志性的技术包括平面栅+NPT结构的IGBT2，沟槽栅+场截止结构的IGBT3和IGBT4，表面覆铜及铜绑定线的IGBT5等。现今，英飞凌IGBT芯片的“当家掌门”已由IGBT7接任。IGBT7采用微沟槽（micro pattern trench）技术，沟道密度更高，元胞间距也经过精心设计，并且优化了寄生电容参数，从而实现极低的导通压降和优化的开关性能。IGBT7从2019年问世至今，从首发的T7，到成为拥有S7，H7，T7，E7，P7等完整系列的大家族。这几大系列之间，究竟有何区别？它们各自的适用领域又都在哪里？今天这篇文章就带大家一起来解析一下。首先，在英飞凌已经商业化的IGBT7产品中，不同的IGBT7系列分布在不同的电压等级中：■ 650V:T7,H7■ 1200V:S7,H7,T7,E7,P7■ 1700V:E7,P7■ 2300V:E7在同一电压级中，以1200V为例，我们可以按开关速度来进行排序，H7>S7>T7>E7>P7■H7是高速芯片，面向开关频率较高的光伏、充电桩等应用，Vcesat1.7V；■S7是快速芯片，能够实现导通损耗与开关速度的最佳平衡，Vcesat1.65V；■T7芯片小功率单管和模块，主要面向电机驱动应用，用在Easy,Econo等封装，Vcesat1.55V；■E7是芯片是为中功率模块产品开发，导通压降1.5V，用于EconoDUAL™,62mm等封装中；■P7是芯片是为大功率模块产品开发，导通压降 1.27V，用于PrimPACK™模块中；下面，我们按单管和模块两个系列，从实用的角度阐述一下各类产品的特性。1.单管系列T7，PR7，S7，H7解析按短路能力，IGBT7分为具有短路能力的650V T7和1200V S7，这两者适用于开关频率要求不太高，但可能有短路工况的应用，比如电机驱动。没有短路能力的IGBT7有650V H7和1200V H7，进一步降低了饱和压降和开关损耗，适用于光伏，ESS，EVC等对开关频率和效率要求比较高的场合。https://pic3.zhimg.com/v2-320b843f19b78ec19fffa45582cc300e_1440w.jpg650V T7单管和1200V S7单管产品目录如下，主要面向电机驱动类应用，导通损耗较低的同时，也能保持较快的开关速度，同时具有短路能力，是各方面性能非常均衡的芯片系列。https://pic1.zhimg.com/v2-4be34a0ab8a975367f3b5edc81b47cee_1440w.jpg单管H7系列产品目录：https://picx.zhimg.com/v2-86f9bb63fcbc87cb3a92651e40e5ec37_1440w.jpgH7芯片虽然不具备短路时间，但它可以说是把开关性能做到了极致。与广受好评的TRENCHSTOP™5芯片相比，H7的电压范围拓展到了1200V，而TRENCHSTOP™5只有650V的产品。H7的饱和导通电压Vcesat比H5降低达25%，比S5也低了3%。开关损耗方面，H7的Eon相对于H5降低了77%，相对于S5降低了54%；而H7的Eoff相对于H5降低了20%，相对于S5降低了27%。所以总体来说，H7整体的开关损耗（Eon+Eoff），还是要比H5和S5更低。[*]TRENCHSTOP™5数据表下载：TRENCHSTOP™ 5 - Infineon Technologies
https://pic3.zhimg.com/v2-06704179df95f3cdbcddacf791745974_1440w.jpg2.模块系列H7,T7,E7,P7解析https://picx.zhimg.com/v2-04883e46d9ac6c7f556090ec174b9e97_1440w.jpgH7芯片扩充了Easy系列在1000VDC系统中的产品组合，可以实现高开关频率应用。
[*]FS3L40R12W2H7P_B11 EasyPACK™ 2B，模块为三相NPC 2拓扑，1200V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7芯片，适用于1100V光伏组串逆变器和ESS，模块采用PressFIT针脚，带NTC，有预涂导热材料TIM版本。
[*]F3L500R12W3H7_H11 EasyPACK™ 3B模块为单相NPC2拓扑，1200V TRENCHSTOP™ IGBT7 H7芯片，适用于1100V光伏组串逆变器应用，模块采用大电流引脚和带NTC。
T7的模块主要是Easy和Econo，目标电机驱动应用。T7作为最早推出的IGBT7系列，拥有非常全面的产品目录，最大单芯片电流已达到200A，可以在Econo3的封装中实现200A三相全桥的拓扑。
[*]EasyPACK™ IGBT数据表下载：EasyPACK™ IGBT 逆变器 - Infineon Technologies
https://pica.zhimg.com/v2-4380d1f99cd17b504feed86531849b28_1440w.jpgE7模块主要用于EconoDUAL™ 3和62mm这些中功率模块。采用IGBT7 E7芯片62mm模块最大标称电流达800A，实现了该封装最高功率密度。该系列模块电流从450A到800A共６个规格，主要应用场景包括兆瓦级集中式光伏逆变器及储能、不间断电源(UPS)、通用电机驱动和新兴应用固态断路器。
[*]EconoDUAL™ 3数据表下载：EconoDUAL™ 3 - Infineon Technologies
https://pica.zhimg.com/v2-300175d856dda9aef3d89edc35b74fbc_1440w.jpg搭载1200V E7芯片的EconoDUAL™模块有1200V和1700V两个电压等级，最大标称电流达到了900A，用于集中式光储、CAV、风电等领域。其中900A模块除了标准封装外，还推出了Wave封装，在标准的铜底板上增加了波浪开关的带状键合线，用于直接液体冷却，降低了在电动卡车、电机驱动器和风力发电应用中的器件温度和温度波纹。https://pic4.zhimg.com/v2-b56f168a229a8de5c0bdb0b251b9d9bf_1440w.jpghttps://picx.zhimg.com/v2-53de50fdaaf2f3c6bf30ace98ec38171_1440w.jpg
用于液体冷却的EconoDUAL™ 3 Wave的典型外观PrimePACK™封装的1200V P7和2300V E7目前分别都只有一款模块，FF2400RB12IP7和FF1800R23IE7。这两个模块设计的目的是构建MW级1500VDC逆变器，这两个模块可以构成T字型三电平拓扑，FF1800R23IE7作为竖管，承担1500V母线电压，FF2400RB12IP7是共集电极拓扑设计，作为NPC2的横管使用。一个FF2400RB12IP7搭配两个FF1800R23IE7并联模块的方式，最高可实现1.6MW的输出功率（典型风冷条件）。
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