的反向并联二极管转换到IGBT的集电极的瞬间,VCE电压会上升。IGBT产品规格书中列出的Eo
能耗是每一转换周期Icollector与VCE乘积的时间积分,单位为焦耳,包含了与类饱和相关的其他损耗。其又分为两个Eo
能量参数,Eo
1和Eo
2。Eo
1是没有包括与硬开关二极管恢复损耗相关能耗的功率损耗;Eo
2则包括了与二极管恢复相关的硬开关导通能耗,可通过恢复与IGBT组合封装的二极管相同的二极管来测量,典型的Eo
2测试电路如图2所示。IGBT通过两个脉冲进行开关转换来测量Eo
。第一个脉冲将增大电感电流以达致所需的测试电流,然后第二个脉冲会测量测试电流在二极管上恢复的Eo
损耗。
假定在导通时,FET电流上升到10A,根据图3中25℃的那条曲线,为了达到10A的值,栅极电压必须从转换到,平均GFS为10A。
把平均GFS值运用到公式1中,得到栅极驱动电压Vdrive10V,所需的didt600Aμs,FCP11N60典型值VGSavg6V,Ciss1200pF;于是可以计算出导通栅极驱动阻抗为37Ω。由于在图3的曲线中瞬态GFS值是一条斜线,会在Eo
期间出现变化,意味着didt也会变化。呈指数衰减的栅极驱动电流Vdrive和下降的Ciss作为VGS的函数也进入了该公式,表现具有令人惊讶的线性电流上升的总体效应。
同样的,IGBT也可以进行类似的栅极驱动导通阻抗计算,VGEavg和GFS可以通过IGBT的转换特性曲线来确定,并应用VGEavg下的CIES值代替Ciss。计算所得的IGBT导通栅极驱动阻抗为100Ω,该值比前面的37Ω高,表明IGBT
fGFS较高,而CIES较低。这里的关键之处在于,为了从MOSFET转换到IGBT,必须对栅极驱动电路进行调节。
传导损耗需谨慎在比较额定值为600V的器件时,IGBT的传导损耗一般比相同芯片大小的600VMOSFET少。这种比较应该是在集电极和漏极电流密度可明显感测,并在指明最差情况下的工作结温下进行的。例如,FGP20N6S2SMPS2IGBT和FCP11N60SuperFET均具有1℃W的RθJC值。图4显示了在125℃的结温下传导损耗与直流电流的关系,图中曲线表明在直流电流大于后,MOSFET的传导损耗更大。
不过,图4中的直流传导损耗比较不适用于大部分应用。同时,图5中显示了传导损耗在CCM连续电流模式、升压PFC电路,125℃的结温以及85V的交流输入电压Vac和400Vdc直流输出电压的工作模式下的比较曲线。图中,MOSFETIGBT的曲线相交点为RMS。对PFC电路而言,当交流输入电流大于RMS时,MOSFET具有较大的传导损耗。PFC交流输入电流等于MOSFET中由公式2计算所得的RMS。MOSFET传导损耗、I2R,利用公式2定义的电流和MOSFET125℃的RDSo
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