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搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度

發(fā)布時(shí)間:2023-09-20 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】繼英飛凌1200V IGBT7 T7芯片在中小功率模塊產(chǎn)品相繼量產(chǎn)并取得客戶認(rèn)可后,英飛凌最新推出了適用于大功率應(yīng)用場景的1200V IGBT7 P7芯片,并將其應(yīng)用在PrimePACK?模塊中,再次刷新了該封裝的功率密度上限。


繼英飛凌1200V IGBT7 T7芯片在中小功率模塊產(chǎn)品相繼量產(chǎn)并取得客戶認(rèn)可后,英飛凌最新推出了適用于大功率應(yīng)用場景的1200V IGBT7 P7芯片,并將其應(yīng)用在PrimePACK?模塊中,再次刷新了該封裝的功率密度上限。

目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域:


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度

1200V P7模塊首發(fā)型號(hào)有以下兩個(gè):


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度

相比于以前的IGBT4或IGBT5產(chǎn)品,新的IGBT7產(chǎn)品進(jìn)一步拓展了PrimePACK?封裝電流等級,而且極大地提升了模塊的功率密度,從下表就可以直觀看出。


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度


以IGBT7 1600A PrimePACK? 2封裝為例,相對于IGBT4的同封裝里最大的900A模塊,其電流密度提升達(dá)到77%,而即使相對于IGBT4的PrimePACK? 3封裝里電流最大的1400A模塊,其電流密度也提升了14%。


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度


因此,采用新的IGBT7 P7 PrimePACK?模塊,可以帶來以下三點(diǎn)優(yōu)勢:

  • 同封裝替換IGBT4模塊,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出更大的電流(或功率);

  • 以小的PP2封裝替換大的PP3封裝,實(shí)現(xiàn)更緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì);

  • 對于多模塊并聯(lián)的應(yīng)用場景,減小并聯(lián)模塊的數(shù)量。

  • 另外,模塊內(nèi)采用了最新的1200V TRENCHSTOP? IGBT7大功率P7芯片,和上一代的P4芯片相比,P7芯片有以下突出特性:

  • 與IGBT4的P4相比,P7芯片的Vcesat@Icnom降低了0.75V,降幅達(dá)35%,非常適合于大功率模塊的低頻應(yīng)用場合;

  • 短時(shí)過載的最高運(yùn)行結(jié)溫Tvjop 可達(dá)175℃,過載時(shí)長t≤1分鐘且占空比D≤20%;

  • 通過調(diào)整門級電阻Rg,可以很好的控制IGBT開關(guān)時(shí)的dv/dt


下面我們以FF1600R12IP7為例,通過與IGBT4的對應(yīng)模塊在規(guī)格書參數(shù)及實(shí)際工況下仿真結(jié)果的對比,來看其實(shí)際性能表現(xiàn)。


首先,規(guī)格書關(guān)鍵參數(shù)對比結(jié)果如下,可以看出新模塊的Vcesat和Vf降幅都非常大。比如FF1600R12IP7在1400A電流下的飽和壓降Vcesat,僅有1.31V,比上一代FF1400R12IP4的2.15V,降低了0.84V,而二極管正向壓降VF也降低了0.28V。


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度


其次,我們基于如下的通用變頻器典型工況,對上述三個(gè)器件型號(hào)在同一工況下仿真其最大輸出電流能力及損耗,得到如下結(jié)果:


仿真工況:


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度


仿真結(jié)果之最大輸出電流能力對比:


搭載1200V P7芯片的PrimePACK刷新同封裝功率密度


從以上結(jié)果可以看出,在開關(guān)頻率fsw=1~2.5kHz的范圍內(nèi),新的FF1600R12IP7雖然是PP2的小封裝,但其輸出電流能力可以與上一代采用PP3封裝的FF1400R12IP4相媲美,或者能輸出更大的電流,且開關(guān)頻率越低FF1600R12IP7的優(yōu)勢越明顯。


總之,搭載1200V IGBT7 P7芯片的PrimePACK?模塊,“小身材大能量”,相比P4模塊,相同封裝額定電流大幅提升,極大拓展了功率密度,甚至可以用單個(gè)模塊替代之前需要兩個(gè)或三個(gè)模塊并聯(lián)的應(yīng)用場合,解決并聯(lián)不易均流的設(shè)計(jì)煩惱,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加緊湊,縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,為您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更優(yōu)的方案選擇。

(作者:周利偉,來源: 英飛凌工業(yè)半導(dǎo)體微信公眾號(hào))



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