与快速和标准速度的平面器件相比,开关速度为
20kHz 的超快速沟道型 IGBT 可以提
供最低的总导通损耗和开关功率损耗。同样,对于低压端开关电路,工作在
60Hz 的标准速
度
IGBT 可以提供最低的功率损耗。
研究高压
(600V)超快速沟道型 IGBT 的开关特性可以清楚地发现,这些器件工作在 20kHz
时具有最佳性能。这些器件在这些频率点可以提供最小的开关损耗,包括更低的集电极到发
射极饱和电压
(VCE(on))和总开关能量(ETS),从而使总导通损耗和开关功率损耗保持最小。
因此,高压端功率器件通常选用超快速沟道型
IGBT,如 IRGB4062DPBF。
事实上,为进一步降低开关功率损耗,
IRGB4062DPBF 在同一封装内还集成了一个超
快速软恢复二极管。高压端晶体管的开关频率选在
20kHz 的另一个好处是输出电感可以做
得很小,使谐波分量的滤除非常容易。此外,这些
IGBT 不要求短路率,因为当逆变器输出
短路时,输出电感
L1 和 L2 将限制电流 di/dt,从而给控制器留出足够的反应时间。
此外,有短路率要求的
IGBT 可以比相同尺寸的无短路率 IGBT 提供更高的 VCE(on)和
更高的
ETS。这样,有短路率要求的 IGBT 的功率损耗会更大,从而降低电源逆变器的效率。
除了能在相同封装内提供更低导通和开关损耗、更大的电流密度外,超快速沟道型
IGBT 可以提供正方形反向偏置工作区和 175°的最大结点温度,并能承受 4 倍的额定电流。