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IGBT�？樗鸷�、温度与安全工作区
文章来源：http://www.stgeorgeutahrentals.com/
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IGBT�？橛蒊GBT部分和FWD部分构成，IGBT�？榈乃鸷脑从谀诓縄GBT和反并联二极管（续流FWD、整流）芯片的损耗，它们各自发生的损耗的合计即为IGBT�？檎宸⑸乃鸷�。另外发生的损耗可分为稳态和交换损耗。如对上述内容进行整理可表述如下。
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IGBT并不是一个理想开关，主要体现在：
（1）IGBT在导通时有饱和电压-Vcesat
（2）IGBT在开关时有开关能耗-Eon和Eoff
这是IGBT产生损耗的根源。Vcesat造成导通损耗，Eon和Eoff造成开关损耗。
导通损耗 + 开关损耗 = IGBT总损耗。
FWD也存在两方面的损耗，因为：
导通损耗 + 开关损耗 = IGBT总损耗。
FWD也存在两方面的损耗，因为：
（1）在正向导通（即续流）时有正向导通电压：Vf；
（2）在反向恢复的过程中有反向恢复能耗：Erec。
Vf造成导通损耗，Erec造成开关损耗。
导通损耗 + 开关损耗 = FWD总损耗
Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec体现了IGBT/FWD芯片的技术特征。因此IGBT/FWD芯片技术不同，Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec也不同。
IGBT的总损耗可分为静态损耗和动态损耗。其中静态损耗包括通态损耗和断态损耗；动态损耗（开关损耗），包括开通损耗和关断损耗。器件处于关断时，器件中流过的电流约等于零，电压、电流乘积很小，可以忽略不计，因此计算静态损耗的时候，可以不考虑断态损耗。我们平常所说的静态损耗，一般是指通态损耗。
IGBT�？榈乃鸷�-IGBT导通损耗：
IGBT开通后，工作在饱和状态下，IGBT集射极间电压基本不变，约等于饱和电压Vcesat。
IGBT通态损耗是指IGBT导通过程中，由于导通压降Vcesat而产生的损耗。
Vcesat和Ic的关系可以用下图的近似线性法来表示：
Vcesat = Vt0 + Rce * Ic
IGBT的导通损耗：
Pcond = d * Vcesat * Ic，其中d为IGBT的导通占空比。
IGBT饱和电压的大小，与通过的电流Ic，芯片的结温Tj和门极电压Vge有关。
�？楣娓袷槔锔隽薎GBT饱和电压的特征值：Vcesat，及测试条件。
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（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为Ic,nom(�？榈谋瓿频缌�)，VGE=+15V。
导通损耗 + 开关损耗 = FWD总损耗
Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec体现了IGBT/FWD芯片的技术特征。因此IGBT/FWD芯片技术不同，Vcesat，Eon，Eoff，Vf和Erec也不同。
IGBT的总损耗可分为静态损耗和动态损耗。其中静态损耗包括通态损耗和断态损耗；动态损耗（开关损耗），包括开通损耗和关断损耗。器件处于关断时，器件中流过的电流约等于零，电压、电流乘积很小，可以忽略不计，因此计算静态损耗的时候，可以不考虑断态损耗。我们平常所说的静态损耗，一般是指通态损耗。
IGBT�？榈乃鸷�-IGBT导通损耗：
IGBT开通后，工作在饱和状态下，IGBT集射极间电压基本不变，约等于饱和电压Vcesat。
IGBT通态损耗是指IGBT导通过程中，由于导通压降Vcesat而产生的损耗。
Vcesat和Ic的关系可以用下图的近似线性法来表示：
Vcesat = Vt0 + Rce * Ic
IGBT的导通损耗：
Pcond = d * Vcesat * Ic，其中d为IGBT的导通占空比。
IGBT饱和电压的大小，与通过的电流Ic，芯片的结温Tj和门极电压Vge有关。
�？楣娓袷槔锔隽薎GBT饱和电压的特征值：Vcesat，及测试条件。
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（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为Ic,nom(�？榈谋瓿频缌�)，VGE=+15V。
IGBT�？榈乃鸷�-IGBT开关损耗：
IGBT之所以存在开关能耗，是因为在开通和关断的瞬间，电流和电压有重叠期。
随着开关频率的提高，开关损耗在整个器件损耗中的比例也变得比较大，开关损耗包括开通损耗和关断损耗两部分。在给定环境条件下，器件导通或关断时的能量损耗（焦耳）可以通过间接地将电流和电压相乘再对时间积分这种方法得到，同时需考虑实际电流与参考电流之间的差异。
在Vce与测试条件接近的情况，Eon和Eoff可近似地看作与Ic和Vce成正比：
Eon = EON * IC/IC,NOM * Vce / 测试条件
Eoff = EOFF * IC/IC,NOM * Vce / 测试条件
IGBT的开关损耗：
PSW = Fsw * (Eon + Eoff)，fSW为开关频率。
IGBT开关能耗的大小与开关时的电流（Ic）、电压（Vce）和芯片的结温（Tj）有关。
�？楣娓袷槔锔隽薎GBT开关能耗的特征值：Eon，Eoff及测试条件。
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（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IC,NOM(�？榈谋瓿频缌�)。
IGBT之所以存在开关能耗，是因为在开通和关断的瞬间，电流和电压有重叠期。
随着开关频率的提高，开关损耗在整个器件损耗中的比例也变得比较大，开关损耗包括开通损耗和关断损耗两部分。在给定环境条件下，器件导通或关断时的能量损耗（焦耳）可以通过间接地将电流和电压相乘再对时间积分这种方法得到，同时需考虑实际电流与参考电流之间的差异。
在Vce与测试条件接近的情况，Eon和Eoff可近似地看作与Ic和Vce成正比：
Eon = EON * IC/IC,NOM * Vce / 测试条件
Eoff = EOFF * IC/IC,NOM * Vce / 测试条件
IGBT的开关损耗：
PSW = Fsw * (Eon + Eoff)，fSW为开关频率。
IGBT开关能耗的大小与开关时的电流（Ic）、电压（Vce）和芯片的结温（Tj）有关。
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（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IC,NOM(�？榈谋瓿频缌�)。
IGBT�？榈乃鸷�-FWD开关损耗：
反向恢复是FWD的固有特性，发生在由正向导通转为反向阻断的瞬间，表现为通过反向电流后再恢复为反向阻断状态。
在Vr与测试条件接近的情况，Erec可近似地看作与If和Vr成正比：
Erec = EREC * If /IF,NOM * Vr/测试条件
FWD的开关损耗：
Prec = fSW * Erec，fSW为开关频率。
FWD反向恢复能耗的大小与正向导通时的电流（If）、电流变化率dif/dt、反向电压（Vr）、和芯片的结温（Tj）有关。
�？楣娓袷槔锔隽薎GBT反向恢复能耗的特征值：EREC，及测试条件。
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（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IF,NOM（�？榈谋瓿频缌鳎�。
反向恢复是FWD的固有特性，发生在由正向导通转为反向阻断的瞬间，表现为通过反向电流后再恢复为反向阻断状态。
在Vr与测试条件接近的情况，Erec可近似地看作与If和Vr成正比：
Erec = EREC * If /IF,NOM * Vr/测试条件
FWD的开关损耗：
Prec = fSW * Erec，fSW为开关频率。
FWD反向恢复能耗的大小与正向导通时的电流（If）、电流变化率dif/dt、反向电压（Vr）、和芯片的结温（Tj）有关。
�？楣娓袷槔锔隽薎GBT反向恢复能耗的特征值：EREC，及测试条件。
英飞凌的IGBT�？楣娓袷槔锔隽肆礁霾馐蕴跫碌姆聪蚧指茨芎奶卣髦担�
（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IF,NOM（�？榈谋瓿频缌鳎�。
IGBT�？榈乃鸷�-小结：
IGBT:
导通损耗：
IGBT:
导通损耗：
（1）与IGBT芯片技术有关
（2）与运行条件有关：与电流成正比，与IGBT占空比成正比，随Tj升高而增加。
（3）与驱动条件有关：随Vge的增加而减小
开关损耗：
（1）与IGBT芯片技术有关
（2）与工作条件有关：与开关频率、电流、电压成正比，随Tj升高而增加。
（3）与驱动条件有关：随Rg的增大而增大，随门极关断电压的增加而减小。
FWD:
导通损耗：
导通损耗：
（1）与FWD芯片技术有关
（2）与工作条件有关：与电流成正比，与FWD占空比成正比。
开关损耗：
（1）与FWD芯片技术有关
（2）与工作条件有关：与开关频率、电流、电压成正比，随Tj升高而增加。
系统总的损耗：
单个IGBT总的损耗PTr为通态损耗与开关损耗之和，单个反并联二极管总的损耗PD为通态损耗和开关损耗之和。以变频器为例，系统总的损耗Ptot为6个IGBT和6个二极管损耗之和。
单个IGBT总的损耗PTr为通态损耗与开关损耗之和，单个反并联二极管总的损耗PD为通态损耗和开关损耗之和。以变频器为例，系统总的损耗Ptot为6个IGBT和6个二极管损耗之和。
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