IGBT模块参数和工作频率选择

IGBT的经验设计，主要涉及电压规格和电流规格。
1.1电压规格的选择
电压规格的选择依据比较直观，有市电规格和直流母线电压规格。
1．市电规格
市电规格与IGBT 电压规格的一般对应关系参见表 1。

表1

国家（地区）	模块电压规格/商业交流电压规格
国家（地区）	330V	600V	1200V	1400V	1700V
中国		220V	380V	575V	575V
美国北美		208V		575V	575V
		230V	460V
		240V	480V
		246V
欧洲			346V		690V
		200V	350V
		220V	380V
		230V	400V
		240V	415V
			440V
日本	110V	200V	400V
日本	110V	220V	440V

表中的对应关系是针对桥式电路的；对于单管电路，IGBT的电压规格要增加一档。
一般计算方法：主电源电压+1.8倍的设计裕量，计算所得取高不取低，如计算所得为320v，则选取的电压规格不得低于320V。
·对于220V市电：220 ×1.1414×1. 8= 560(V)。因为没有560~600V电压规格的产品，故至少应该选600V 电压规格的产品。
·对于380V的三相市电：380 ×1.1414 ×1. 8= 967 (V)。因为没有600~1200V 电压规格的产品，故至少应该选1200V 电压规格的产品。
2．直流母线电压
直流母线电压与IGBT 电压规格的-般对应关系参见表 2。

表2

直流母线电压		IGBT电压规格/V	注释
额定值	浪涌电压最大值	IGBT电压规格/V	注释
600	900	1200
750	1100	1700
1300	1900	2500
1500	2100	3.3k	或2个1700V串联
2500	3800	4.5k	或2个2500V串联
3000	4500	6.5k	或2个3.3kV串联
3300	4900	6.5k	或2个3.3kV串联
5900	8800	2个6.5k串联
9400	14000	2个6.5k串联	或采用多电平拓扑

1.2 电流规格的选择
Fuji模块用于变频器的选型推荐(220V市电规格)见表3。

表3 Fuji模块用于变频器的选型推荐(220V市电规格）

电机功率/kW	变频器容量/(kV·A)	IGBT模块选型
电机功率/kW	变频器容量/(kV·A)	N系列	S系列	U系列
1.5	3		7MBR30SA060	6MBI20UE-060
2.2	4		7MBR30SA060	6MBI30UE-060
3.7	6		7MBR50SA060	6MBI50UF-060
5.5	9	7MBI75N-060	7MBR75SB060	6MBI75U2A-060
7.5	13	7MBI100N-060	7MBR100SB060	6MBI100U2A-060
11	17	2MBI150N-060		2MBI150U2A-060
15	22	2MBI150N-060		2MBI150U2A-060
18.5	28	2MBI200N-060		2MBI200U2A-060
22	33	2MBI200N-060		2MBI200U2A-060
30	44	2MBI300N-060	2MBI300S-060	2MBI300U2B-060
37	55			2MBI300U2B-060
45	67			2MBI300U2B-060

IGBT的推荐工作频率
随着制造工艺的不断进步，宣称能够工作于更高开关频率的IGBT新品不断面世，但在确定电路的工作频率时还是应该慎重对待。因为工作频率不但关系到功率开关的自身功功耗，还关系到产品的EMII问题—IGBT比VMOS、GTR更容易带来 EMI问题。总之，除技术要求外，工作频率的选择原则应该是“宁低勿高”。
IGBT能够胜任的工作频率参见表 4。

表4

项目			IGBT电压规格/V	推荐最高工作频率/kHz
硬开关			600	30
			1200	20
			1700	10
			3300	3
软开关	最高		1200	150
	ZVS	PT	<1200	80
	ZVS	NCT	<1200	50
	ZCS	PT	<1200	90
	ZCS	NPT	<1200	80

ZVS：零电压开关
ZCS：零电流开关