应用于工业牵引的软穿通IGBT技术的大功率模块

随着1700V-SPT（软穿通）GBT LoPak密集型封装结构模块类型的引入，为了进一步开发利用新的1700V-SPT IGBT和二极管芯片的特性，出现了新的封装类型的模块：即电压1700V，电流额定值为2400A，封装形式的E1和E2工业标准模块。我们在长期高可靠性应用的经验基础上，设计了新的封闭类型，其特性适用于牵引市场。在本文中，讨论了1700V-SPT国IGBT（E1/E2）模块范围的特性，尤其论述了改进的表态和动态特性。     

大功率IGBT模块的集成技术

介绍了大功率IGBT模块的新概念，以及为实现小型化和高可靠系统时大功率应用的栅驱动技术。采用新型模块，可使体积和重量大约减小50％。使用通常的栅驱动方法驱动新型模块，也能简化设计并得到大功率电子系统。IGBT芯片的正面采用了沟槽栅结构，背面采用了电场截止层结构。未选择栅沟槽的FSIGBT芯片，其电流的不均衡率是10％或更小。采用通常的栅驱动单元有可能均衡与栅驱动单元并联的IGBT的开关波形。这些技术将使大容量的应用变得容易。     

用于大功率、高性能工业应用的NPT IGBT

Microsemi扩展其t200V非穿通型（non-punch through,NPT）IGBT系列,新增十多款器件,包括25A、50A和70A额定电流型款。     

高压大功率IGBT驱动模块的技术特点

IGBT驱动模块对IGBT的功耗和可靠性会产生重要影响，对大功率IGBT驱动模块的技术特点作了详细的分析，列出了设计的关键点，并介绍了大功率IGBT驱动模块的技术发展趋势。     

IGBT模块驱动及保护技术

对IGBT的栅极驱动特性、栅极串联电阻及IGBT的驱动电路进行了探讨。给出了过电流保护及换相过电压吸收的有效方法。     

基于极差分析法的大功率IGBT模块封装设计

大功率IGBT模块作为能源转换与传输的核心器件,在导弹等军用武器装备的电极驱动系统、伺服电极系统中广泛运用,对器件的耐高温、高可靠能力提出了更高的要求。现有IGBT模块未根据多元化使用需求进行封装设计,因此从封装的材料和结构出发,建立热-电-力有限元仿真模型,确定关键指标提取方法;计算不同材料组配下的指标参数,用极差分析法确定该需求下的最优搭配,并明确各因素的影响程度;随后按照影响程度从高到低对几何结构进行优化设计,并进行服役性能仿真,确定优化后模块的性能。得到在对热阻和应力都要求较高的场合,最适合的结构为AlSiC+Si₃N₄+纳米银的组合,优化后的IGBT模块R₍th(j-c))为0.052℃/W, FRD芯片R₍th(j-c))为0.81℃/W,一阶共振频率为2278 Hz,模块稳态工作时的最高应力为245.35 MPa。     

大功率IGBT驱动技术的现状与发展

本文介绍了大功率IGBT驱动保护电路的种类及功能。同时对IGBT驱动保护技术的发展方向进行了展望。     

牵引变流器中IGBT模块的高效热管冷却系统设计

以高功率IGBT模块散热为主题,针对目前传统热管散热器(传统模组)存在的翅片均温性不佳、散热效率较低的问题,设计一款新型的热管分层嵌入式结构的散热器(新型模组),并通过Flotherm软件对在不同风速下其翅片与热源的温度场、模组的压力场及散热器的最大热阻进行了分析,并与传统模组进行了对比验证。结果表明：新型模组能够显著提升翅片的均温性及模组的散热效率,且最大热阻值平均降低了34%。在风速为10m/s时的情况下,IGBT芯片的温度最大值较传统模组降低了16.9℃,进而验证了新型模组的散热可行性,并为热管散热器的设计及改进提供了指导。     

用于工业的具有高频开关性能的1200V IGBT模块

带有平面门极和场止结构的新型IGBT器件已应用到最新研发的1200V模块上。与沟槽门极IGBT模块降低大约20%的功率损耗。     

100%无焊接IGBT模块——专为汽车工业而设计

减少二氧化碳的排放和可持续性发展——这些是我们这个时代的流行语。为了不辜负这些今天和明天的流行语,需要先进的电控驱动技术涉足新的领域。其中一个最大且最具挑战性的领域是汽车产业.现有的功率模块无法满足该行业的严格要求,这就是为什么它们不能服务市场的原因。为了面对这项挑战,赛米控开发了SKiM（赛米控集成模块）,适用于汽车工业的IGBT模块。[编者按]     

具备更强机械性能的高功率IGBT模块——采用最新3．3kVIGBT3芯片技术

本文介绍了新一代IHM.B具备更强机械性能的高功率IGBT模块,其融合了最新的设计、材料、焊接和安装技术。首批IHM.B模块将搭载最新的、采用沟槽栅单元设计的3.3kV IGBT3芯片,在保持机械兼容性的同时,极大地提高了器件的热效率和电气效率。本文还对宇宙射线以及功率循环试验进行了研究。     

具备更强机械性能的高功率IGBT模块——采用最新3．3kV IGBT3芯片技术

本文介绍了新一代IHM．B具备更强机械性能的高功率IGBT模块，其融合了最新的设计、材料、焊接和安装技术。首批IHMB模块将搭载最新的、采用沟槽栅单元设计的3．3kV IGBT3芯片，在保持机械兼容性的同时，极大地提高了器件的热效率和电气效率。本文还对宇宙射线以及功率循环试验进行了研究。     

Multilevel Converters: An Enabling Technology for High-Power Applications

Multilevel converters are considered today as the state-of-the-art power-conversion systems for high-power and power-quality demanding applications. This paper presents a tutorial on this technology, covering the operating principle and the different power circuit topologies, modulation methods, technical issues and industry applications. Special attention is given to established technology already found in industry with more in-depth and self-contained information, while recent advances and state-of-the-art contributions are addressed with useful references. This paper serves as an introduction to the subject for the not-familiarized reader, as well as an update or reference for academics and practicing engineers working in the field of industrial and power electronics.      

1200V IGBT4-适用于大电流模块、具有优化特性的新一代技术

本文首次介绍了英飞凌的新一代IGBT——新型1200V IGBT4。IGBT4是一个产品系列,具有经过优化的垂直结构,分别对应于低电压、中等电压和高电压的应用,并且对不同功率级别的典型开关频率进行了优化。本文将重点讨论针对大电流模块进行的优化,解释最重要的设计目标。最后,利用测试数据对模块实现进行了讨论。     

Numerical Optimization of an Active Voltage Controller for High-Power IGBT Converters

Feedback control of insulated gate bipolar transistors (IGBTs) in the active region can be used to regulate the device switching trajectory. This facilitates series connection of devices without the use of external snubber networks. Control must be achieved across the full active region of the IGBT and must balance a number of conflicting system goals including diode recovery. To date, the choice of control parameters has been a largely empirical process. This paper uses accurate device models and formalized optimization procedures to evaluate IGBT active voltage controllers. A detailed optimization for the control of IGBT turn-on is presented in this paper     

P-I-N Diodes for Low-Frequency High-Power Switching Applications

The development of high-power low-frequency diodes, conditions for their operation, and results measured in actual circuits are described. Harmonic distortion at 500 kHz and 2 MHz has been found to decrease with increasing diode lifetime and forward-bias current. Large reverse bias voltages are necessary at low frequencies to keep the RF voltage swing from penetrating the forward conduction region. The improvement of p-i-n diode lifetimes with thicker I-layers or with planar construction has been studied and the performance of these diodes in a routing switch is reported.     

Curtain Antennas for High-Power HF Broadcasting Applications

The performance of high-power curtain antennas which have been designed for international broadcasting stations is presented along with details of design and construction. The antennas described provide horizontal beamwidths ranging from 190°to 28 °, vertical beamwidths from 4°to 12°, and power gains ranging from 18 to more than 23.5 dB above a half-wave dipole in free space.     

大功率IGBT参数建模与仿真分析

介绍了绝缘栅双极性晶体管的模型分类及常见的电力电子仿真软件,并分析了各自的特点.针对2 kV/2 kA全固态调制器组件设计中使用的大功率绝缘栅双极性晶体管(3.3 kV/1.2 kA),根据具体参数,建立了基于Saber的行为模型.重点分析了该模型的静态和动态特性仿真表现.通过对比手册参数曲线和实际测量结果,验证了该大功率绝缘栅双极性晶体管模型的有效性,为大功率脉冲电路的进一步分析和优化设计提供了参考.