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IGBT模块的损耗：
IGBT模块由IGBT部分和FWD部分构成，IGBT模块的损耗源于内部IGBT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模块整体发生的损耗。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。

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：
（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模块的损耗-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。
模块规格书里给出了IGBT饱和电压的特征值：Vcesat，及测试条件。
英飞凌的IGBT模块规格书里给出了两个测试条件下的饱和电压特征值：
（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为Ic,nom(模块的标称电流)，VGE=+15V。

IGBT模块的损耗-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。
模块规格书里给出了IGBT开关能耗的特征值：Eon，Eoff及测试条件。
英飞凌的IGBT模块规格书里给出了两个测试条件下的开关能耗特征值：
（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IC,NOM(模块的标称电流)。

IGBT模块的损耗-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。
模块规格书里给出了IGBT反向恢复能耗的特征值：EREC，及测试条件。
英飞凌的IGBT模块规格书里给出了两个测试条件下的反向恢复能耗特征值：
（1）Tj=25度；（2）Tj=125度。电流均为IF,NOM（模块的标称电流）。

IGBT模块的损耗-小结：
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：
（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。
IGBT的温度可由下图描述：

温差 (平均值)和热阻关系如下式：
Rthjc = ΔTjc ÷ 损耗
Rthch = ΔTch ÷ 损耗
Rthha = ΔTha ÷ 损耗总和
或Rthha1,2 = ΔTha ÷ 损耗1,2
模块规格书给出：
Rthjc per IGBT（每个IGBT开关）
Rthjc per FWD（每个FWD开关）
Rthch per IGBT（每个IGBT开关）
Rthch per FWD（每个FWD开关）
或Rthch per module（每个模块）
IGBT/FWD芯片尺寸越大，Rthjc值越小；模块尺寸越大，Rthch值越小；散热器越大，Rthha值越小。

Rthch值的换算：Rthch per arm = Rthchper module × n
Rthch per arm = Rthch_IGBT// Rthch_FWD
Rthha值的换算：Rthha per arm = Rthha × n
其中arm是一个桥臂单元（IGBT+FWD），n是模块内的桥臂单元数

对于含整流桥的PIM，Rthch的换算可以按Rthjc之间的比例来算。
（1）当损耗以周期性脉冲形式（方波/正弦半波）存在时，模块表现出热容性，可用瞬态热阻抗Zthjc来表示。
（2）Zthjc是一个时间变量（瞬态损耗持续的时间）。时间越长，Zthjc值越大。Zthjc的最大值就是Rthjc。
（3）结温Tj的波动幅度与Zthjc有关，Zthjc值越大，Tj的波动幅度就越大。

IGBT模块各个部分的温差ΔT取决于：
（1）损耗（芯片技术、运行条件、驱动条件）；
（2）热阻（模块规格、尺寸）
模块芯片的结温是各部分的温差和环境温度之和：
Tj = ΔTjc + ΔTch + ΔTha + Ta
如果假设壳温Tc恒定，则Tj = ΔTjc + Tc；
如果假设散热器温度Th恒定，则Tj = ΔTjh + Th。
（1）IGBT的平均结温取决于平均损耗、Rthjc和壳温Tc。
（2）在实际运行时，IGBT的结温是波动的，其波动幅度取决于瞬态损耗和Zthjc，而Zthjc又和运行条件（如变频器输出频率）有关。
（3） IGBT的峰值结温为平均结温+波动幅值。
结论：
IGBT的结温（平均/峰值）和芯片技术、运行条件、驱动条件、IGBT规格、模块尺寸、散热器大小和环境温度有关。

IGBT模块的安全运行
安全运行的基本条件：
温度：IGBT结温峰值 Tj_peak ≤ 125°C（150°C）
模块规格书给出了两个IGBT最高允许结温：
Tjmax = 150°C（175°C）- 指无开关运行的恒导通状态下；
Tvj(max) = 125°C（150°C）- 指在正常的开关运行状态下。
Tvj(max)规定了IGBT关断电流、短路、功率交变（PC）所允许的最高结温。
电压： Vce ≤ VCES（即IGBT的电压规格），Vge ≤ VGES（±20V）
电流：由RBSOA规定了在连续开关工作条件下，不超过2×IC,NOM。规格书中的RBSOA定义了IGBT所允许关断的最大电流。