“做雙脈沖實驗時VCE電壓振蕩很大是為什么？”

“英飛凌的產(chǎn)品文檔在哪里查找？”

“IGBT橋臂模塊疊層銅排結(jié)構(gòu)是否合理，是否需要優(yōu)化？”

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Q&A

問

CC9520：我這邊想通過做雙脈沖實驗得出FF1400R17IP4模塊系統(tǒng)母排雜散電感參數(shù)，給定直流電壓400V，測試電感第一次采用電抗器三個繞組并聯(lián)，但實驗中測試回路電流發(fā)生振蕩，VCE電壓應(yīng)力振蕩也比較大，如附件波形，第二次測試電感改為自繞線空心電感，但是測試波形還是出現(xiàn)一樣的情況，實驗接線如附件圖片，（示波器通道波形分別為CH1：下管VCE，CH2：常關(guān)閉上管VCE，CH3：測試電感電流，CH4：回路電流）

現(xiàn)在回路電流振蕩問題導(dǎo)致無法得知想要的雜散電感參數(shù)，請幫忙看看造成該問題可能原因，有什么方法將該振蕩消除？謝謝！！

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答

感謝你的提問。關(guān)于振蕩產(chǎn)生的原因：IGBT內(nèi)部本身存在寄生電容，寄生電容與回路中的雜散電感形成LC振蕩電路。建議：減小回路阻抗，測試時功率回路接線盡量短而粗。

Rachel

問

謝謝您的回復(fù)，振蕩問題原因已經(jīng)找到，是由于外加IGBT吸收電容與回路雜散電感形成LC振蕩產(chǎn)生，去掉該電容后振蕩消除。當(dāng)前FF1400R17IP4模塊在I型三電平應(yīng)用，做1MW項目，驅(qū)動門級板采用PI 2SP0320V2A0-17,目前帶電抗器測試，帶載670A左右，VCE電壓應(yīng)力1100V左右，尖峰電壓270V；然后，做急加速過流，OC 2倍額定，VCE電壓應(yīng)力1400V，尖峰電壓到600V，而且當(dāng)前驅(qū)動設(shè)置比較大，開通電阻放到1.275R，關(guān)斷電阻放到9R，死區(qū)9uS，上升時間1.6uS，關(guān)斷下降到0V時間4.5~5uS，關(guān)斷下降到-5V的時間8uS左右。然后做雙脈沖發(fā)現(xiàn)IGBT VCE 尖峰很高，且小換流雜散電感約在140nH左右，大換流雜散電感約在230nH左右，想請教下，這種大功率模塊做三電平雜散電感大小回路電感需要做到多少合適？應(yīng)用一般能做到多少？

答

Hi CC9520，對于適用于三電平的大功率模塊，在實際應(yīng)用中可以通過優(yōu)化PCB布局來減小大換流回路的雜散電感。回路電感與回路面積成正比，傳統(tǒng)的直流母線采用導(dǎo)線連接，它的寄生電感之所以大是因為直流母線包圍的面積太大，采用疊層母排可以有效減小回路面積,從而減小寄生電感。

對于實際兆瓦級三電平應(yīng)用方案的回路電感：一般小換流回路電感可以做到20-30nH,大換流回路電感可以做到80-100nH。

希望可以幫助到你，謝謝~

Rachel

問

Rachel，附件是我們當(dāng)前設(shè)計結(jié)構(gòu)，考慮應(yīng)用工況，我們整個功率單元是背在一塊水冷板上，直立起來，所以電容組落在下面，電容采用先并后串方式組合，模塊在上面，模塊銅排采用疊層銅排，母線銅排沒做疊層銅排，兩個排的中間有過渡轉(zhuǎn)接排，但是當(dāng)前測試，由于電壓應(yīng)力大，中間的轉(zhuǎn)接排已經(jīng)去掉，但在滿載運(yùn)行，急加速過流情況下電壓應(yīng)力值幾乎一樣，附件圖片是當(dāng)前結(jié)構(gòu)以及IGBT模塊疊層銅排的結(jié)構(gòu)，以及雙脈沖下的實驗波形，請幫忙看看還有什么方向供我參考優(yōu)化？

另外，從結(jié)構(gòu)角度看，我們目前設(shè)計的結(jié)構(gòu)母線電容到IGBT模塊（如果去掉轉(zhuǎn)接排看）也已經(jīng)很短了，幾乎做到了極致，但是拿我們設(shè)計的應(yīng)用方案跟您上面提及的應(yīng)用設(shè)計回路雜散電感值比較，這個數(shù)值還是差的很大，這一方面您這邊有什么建議？謝謝！！

答

Hi CC9520，對于雙脈沖電壓尖峰問題：如果尖峰電壓過高不滿足實際應(yīng)用要求，建議適當(dāng)調(diào)整下管Ron電阻，通過減慢下管的開通速度，降低上管在反向恢復(fù)期間回路電流的di/dt,從而減小電壓尖峰。但同時也會增加開關(guān)損耗。

對于減小回路寄生電感問題：建議首選疊層母排方式，其他優(yōu)化思路可以通過將多個電容器并聯(lián)，并采用多層電路板來減小模塊和電容器之間的電流回路，來減小寄生電感。

希望可以幫助到你，謝謝~

Rachel

問

Rachel，請幫忙看看上面圖片2 IGBT橋臂模塊疊層銅排結(jié)構(gòu)是否合理，是否需要優(yōu)化？連接排1為T1-E，T5-C，T2-C連接用，連接排2為T3-E，T6-E，T4-C連接用，當(dāng)前結(jié)構(gòu)P銅排、N銅排在最上層，平行結(jié)構(gòu)，O銅排及輸出排在中間層，輸出直接從模塊T2/3中間引出，最底層為轉(zhuǎn)接排1，連接排2。

答

Hi CC9520，圖片2 IGBT橋臂模塊疊層銅排結(jié)構(gòu)合理，謝謝您的提問。