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。  650V 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。  单管H7系列产品目录:  H7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
2.模块系列H7,T7,E7,P7解析 H7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
 E7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
 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。  
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)。 |