二极管+IGBT：新架构能带来什么新应用？

这个是25度损耗的时候，这个是175度损耗的时候，可以看到蓝色的这根线，基本上它的损耗跟这个TO220封装产品相差并不是很大。这个是在基于刚才基础上做的一个损耗分析，首先频率在4K赫兹的时候可以看到，这个浅蓝色的就是二极管的开关损耗，这个是二极管的导通损耗，这个是IGBT的开关损耗，这个是IGBT的导通损耗。可以看到在4K的情况下导通损耗这一部分和这一部分是占了绝对支配地位的。所以对于一个低频应用来说减少它的饱和导通压降对于IGBT是相当的重要，当它的频率升高的时候，它的开关损耗就会稍微升高一点。

EMI也是大家非常头痛的一个问题，也是非常关心的一个问题。逆向导通型IGBT同时优化了它的EMI的性能，它有一个非常好的开关，非常平滑的一个开关特性，不会有一个很大的振动，干扰。所以我们可以看到它的关断和开通的时候dV/dt的现象，基本上在关断的时候dV/dt基本上控制在一个10V/us的情况，而在开通的时候基本上也可以控制在—10V/us。

再加上不同的驱动电阻，这个时候我们也对dV/dt进行了一个测试，然后可以看到基本上我们的dV/dt都比我们的竞争对手或者市面上的产品会优异很多。因为减少IGBT的dV/dt的话可以减少前级的EMI滤波器的要求，同样也可以减少成本，所以这个产品不仅在本身的价格上面有优势，同样也可以整体的减少系统的成本。

下面就是为了验证这种逆向导通型IGBT在实际应用当中的一个表现，我们在一个洗衣机上面验证了6安的IPARK的产品，在一个风机上面我们验证了6安的DPARK的产品。这是一个实际的洗衣机的控制板，这种方式就是采用了夹子，然后把这个IGBT夹在散热器上面。稍候我们会用这种IPARK的封装对这种TO220的封装做一些替代，然后比较一下他们的不同。就是说我们把其中的一路替代成IPARK产品，然后做一个效率还有温度的检测，通过这种热电偶的方式来检测它的表面温度，来检测它的结温。因为它外面有一个夹子，我们没有办法用红外相机来检测它的温度，所以我们采用了这种热电偶的方式。这个是洗衣机的工作流程，首先的话是抽水，这个是洗涤，这个是漂洗，这个是甩干，整个20分钟的流程当中它的温度的表现，基本上它的最高温度没有超过90度，我们可以看到这个绿色和红色有一点稍微小小的区别，这是因为它的散热不一样，IGBT的位置放在不一样，所以会有一点不一样，这个不用太过担心。

同时跟这种TO220的封装的IGBT也做了一个温度的比较，我们会发现TO220封装的IGBT温度会比逆向导通型IGBT会低10度到15度，但是这个对于IGBT没有任何影响。为什么呢?因为通常这种TO220的封装的IGBT最高结温是150度，而逆向导通型IGBT是175度，所以它实际能力还是比这个要高，这是这种逆向导通型IGBT的优势。为了进一步来确认一下这个温度的应力，然后我们把这个测试放在一个密闭的环境当中再来看它的表现，就是说我们来开动洗衣机使它的环境温度平衡在40度这个环境上，就是从25度上升到40度，然后再来检测IGBT的温度，我们仍然可以发现基本上它的最高温度仍然没有超过90度，所以对于一个结温在175度的情况下，它有一个相当大的裕量。

下面我们来总结一下这种IPARK封装的IGBT在洗衣机当中的应用。基本我们这种IPARK的IGBT是可以完全取代TO220的这种IGBT。虽然它的温度有比这种TO220的封装要高上10到15度，但是它的最高结温会比这种TO220的封装会高25度，所以还是存在一个非常好的优势。另外就是它有一个非常平衡的温度特性，即使它的环境温度升高的情况下它的结温上升的幅度不会很明显。下面我们会在一个风机上面来应证明DPARK封装的逆向导通型IGBT，然后我们采用一个6安的逆向导通型IGBT，然后用一个Driver IC和一个MCU来做一个测试。这个是我们的实验设备，这个是红外相机检测它的温度。在一个200w的风机上面我们可以得到它的最高温度始终不会超过75度，所以这是一个非常好的结果。

下面跟大家介绍一下这两种IGBT跟散热器铆接的方式，这是一个商业冰箱的压缩机控制板，这是我们的DEMO板，我们怎么可以使这种DPARK封装的IGBT有一个很好的散热?我们有一个推荐的方式，当然大家可能有不同的方式，大家自己去不断创新，我们这是抛砖引玉，仅供给大家参考。我们可以把这个板反并在一个比较大的散热器上面去，然后用螺丝固定在上面。后面有一个图表具体讲述这个是怎么做上去的，在反面做一些过气孔，这些过气孔的特点的话就是可以很好的把这个热散出去。因为我们知道一般这种PCB散热铜片如果不露在空气当中的话散热不是很好的，当它有这些过气孔的话可以跟散热器有一个很好的导热性，所以我们开了一些过气孔，然后通过一个薄的硅胶片，把一个散热器贴在上面，也可以用螺丝固定在上面去，这个都可以，一个总的方式就是这样。另外的话这种IPARK封装跟散热器的铆接可以用一个夹子，然后把这个IGBT放在这个夹子上面，然后用螺丝固定在上面，可以起到一个比较好的散热效果。

这种逆向导通型IGBT在实验当中我们验证了一下它的温度，这个温度特性是非常好的，基本上有很大的余量。同样两种IPARK和DPARK的封装在实际运用当中都没有出现过任何的问题，包括波形、电流、温度都是非常稳定的。刚才提到它的温度虽然比TO220封装的话温度会高10到15度，但是最高结温是175度，所以仍然存在一些优势，刚才我们也推荐了一些如何去加强散热的方式，当然大家可能有更好的方法。

这个是英飞凌IGBT命名的方式，I就是英飞凌。因为英飞凌之前是从西门子独立出来，所以一些老的产品可能还会沿用这种S开头的。D是指它的定义，IGBT的类别，K就是这种硬开关的IGBT，H是软开关的IGBT，G就是只有IGBT而没有二极管的这种IGBT。我们有一款软开关的IGBT是专门针对电磁炉的电磁感应加热的应用，这一款也是相当的不错，有机会大家可以尝试一下。另外D是它的封装形式，D是DPARK的封装，W是TO240，P是TO220，04是它的一个电流等级，这个电流是在100度的情况下测出来的，N是N沟道，60是它的最大电压，比如60就是600V，R就是指它的第几代产品或者是哪一种系列，然后R就是逆向导通型IGBT中的R2、R3。

这个是我们的IGBT的产品线，可以看到目前RC—Drives的IGBT有4安到15安，封装的有IPARK，DPARK，同时英飞凌也有其他类型的IGBT可以供大家选择。可能有一些跟市面上相同，都是用两个晶圆来做，但是唯一这一款是用一个晶圆来做的。这个是Discrete IGBT在的一些应用。这种RC—Drives的IGBT可以应用在像洗衣机、洗碗器、吸尘器、空调、冰箱的压缩机、伺服驱动、风扇还有水泵，我们传统的Trench IGBT基本上所有的都可以应用在这上面。

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