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图6 ： 在硬开关条件下，175℃结温以及室温下IHW20N120R2(IN=20A，Vces=1,200V)和IHW30N120R2(IN=30A)的下降时间切线



图7 ：在硬开关条件下，175℃结温以及室温下RC2-IGBT的Eoff曲线

图6显示如果栅极电阻低于30(，下降时间再度上升。这对于实现良好的EMI行为非常重要。所有市场上相关应用设计目前使用的栅极电阻都在10~20Ω之间。这个栅极电阻选用区域也是最低开关损耗区(见图7)。它具有最低的开关损耗和合适的EMI表现。



图8 ：室温和不同电流条件下IHW20N120R2的饱和压降与Vf的关系

图7和图8显示了最新一代RC2-IGBT(IHW20N120R2)的超低饱和压降Vce(sat)和正向电压Vf。图8显示了1,000片该器件在室温和不同电流条件下的最低和最高饱和压降的曲线图，图9显示了它们在不同温度和20A额定电流条件下的饱和压降曲线图。



图9 ：20A标称电流和不同温度下IHW20N120R2的饱和压降与Vf的关系

电压谐振电路里的RC-IGBT

图10显示了用于软开关应用的典型电压谐振电路。


图10 ：用于软开关应用的电压谐振电路图

对于190V~240V交流输入电压而言，RC-IGBT具有低饱和压降和正向电压：

1. 对于1.8kW的应用：IHW15N120R2(Vce=1,200V, Ic=15A@Tc=100℃)；

2. 对于2.0kW的应用：IHW20N120R2(Vce=1,200V, Ic=20A@Tc=100℃)；

3. 对于2.2kW的应用：IHW25N120R2(Vce=1,200V, Ic=25A@Tc=100℃)；

4. 对于2.4kW的应用：IHW30N120R2(Vce=1,200V, Ic=30A@Tc=100℃)。

为了测量IGBT的集电极电流Ice，应在发射极和地之间使用超低阻值的取样电阻器。图11为Vce和Ic的波形(搪瓷烧锅负载)。工作频率为29.1kHz，LC电路在谐振范围之外(电磁炉的温度模式为50℃)。



图11： 1.8kW电磁炉应用(IHW20N120R2)的电压谐振电路波形

本文小结

针对软开关应用进行优化的RC-IGBT技术可大幅度降低饱和压降造成的损耗。最大结温提升到175℃进一步增强了芯片的电流能力。关断开关损耗以及发射极关断电流几乎没有变化。

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关键词： IGBT 软开关 损耗分析