搭载1200VP7芯片的PrimePACK™刷新同封装功率密度

原创 英飞凌工业半导体 2023-09-13 14:00

继英飞凌1200V IGBT7 T7芯片在中小功率模块产品相继量产并取得客户认可后,英飞凌最新推出了适用于大功率应用场景的1200V IGBT7 P7芯片,并将其应用在PrimePACK™模块中,再次刷新了该封装的功率密度上限。


目标应用领域:


1200V P7模块首发型号有以下两个:


相比于以前的IGBT4或IGBT5产品,新的IGBT7产品进一步拓展了PrimePACK™封装电流等级,而且极大地提升了模块的功率密度,从下表就可以直观看出。



以IGBT7 1600A PrimePACK™ 2封装为例,相对于IGBT4的同封装里最大的900A模块,其电流密度提升达到77%,而即使相对于IGBT4的PrimePACK™ 3封装里电流最大的1400A模块,其电流密度也提升了14%。




因此,采用新的IGBT7 P7 PrimePACK™模块,可以带来以下三点优势:


  • 同封装替换IGBT4模块,实现系统输出更大的电流(或功率);

  • 以小的PP2封装替换大的PP3封装,实现更紧凑的系统设计;

  • 对于多模块并联的应用场景,减小并联模块的数量。


另外,模块内采用了最新的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:


  • 与IGBT4的P4相比,P7芯片的Vcesat@Icnom降低了0.75V,降幅达35%,非常适合于大功率模块的低频应用场合;

  • 短时过载的最高运行结温Tvjop 可达175℃,过载时长t≤1分钟且占空比D≤20%;

  • 通过调整门级电阻Rg,可以很好的控制IGBT开关时的dv/dt


下面我们以FF1600R12IP7为例,通过与IGBT4的对应模块在规格书参数及实际工况下仿真结果的对比,来看其实际性能表现。


首先,规格书关键参数对比结果如下,可以看出新模块的Vcesat和Vf降幅都非常大。比如FF1600R12IP7在1400A电流下的饱和压降Vcesat,仅有1.31V,比上一代FF1400R12IP4的2.15V,降低了0.84V,而二极管正向压降VF也降低了0.28V。



其次,我们基于如下的通用变频器典型工况,对上述三个器件型号在同一工况下仿真其最大输出电流能力及损耗,得到如下结果:


仿真工况:


仿真结果之最大输出电流能力对比:

(点击图片可放大查看)


从以上结果可以看出,在开关频率fsw=1~2.5kHz的范围内,新的FF1600R12IP7虽然是PP2的小封装,但其输出电流能力可以与上一代采用PP3封装的FF1400R12IP4相媲美,或者能输出更大的电流,且开关频率越低FF1600R12IP7的优势越明显。


总之,搭载1200V IGBT7 P7芯片的PrimePACK™模块,“小身材大能量”,相比P4模块,相同封装额定电流大幅提升,极大拓展了功率密度,甚至可以用单个模块替代之前需要两个或三个模块并联的应用场合,解决并联不易均流的设计烦恼,使系统设计更加紧凑,缩短产品上市时间,为您的系统设计提供更优的方案选择。


参考阅读


TRENCHSTOP™ IGBT7在工业驱动中的应用

IPAC精彩回放 | 新一代IGBT7的技术和应用

新品 | 基于TRENCHSTOP™ IGBT7 PrimePACK™ 的兆瓦级T型三电平桥臂模块组


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