大家好，我已經很久沒有更新文章了。一方面，我的工作很忙，而且我真的很懶。根據統計，我每天下班後玩手機的平均時間接近兩小時。真遺憾。作為一個積極向上、有前途的年輕人，我怎麼能讓自己落得如此下場？於是我退出手機，繼續做科普文章！

這期讓我們聊天IGBT耗散功率，常聽到朋友問IGBT可以運作的最大電流是多少？開關頻率可以多高？事實上，是的。IGBT任何對應用有所了解的人都應該知道，這些問題沒有辦法給出準確、定量的結果。IGBT裝置的開關頻率和輸出電流主要取決於裝置的散熱。只要散熱夠好，把IGBT產生的熱量及時帶走就可以了。 」超頻」。電源廠商之所以把一些管子稱為快管，是因為它們經過了優化。IGBT開關速度的提高降低了開關損耗。每IGBT運轉時散熱功耗是多少？可能你沒有一個很直觀的概念。今天我們將結合一些家用電器和IGBT看一下耗電量的橫向對比。

首先我們來簡單介紹一下IGBT的損耗。IGBT損失主要分為開關損耗和傳導損耗兩部分。開關損耗分為導通損耗和關斷損耗，因為IGBT的應用大多是感性負載，在導通過程中，集極電流先上升，然後電壓下降。相反，對於關斷瞬態，IGBT的集極電壓先建立，然後電流下降，因此IGBT切換過程中，電壓和電流將重疊部分，在這個過程中，電壓和電流都是正的，它們乘以的功率也是正的，所以會釋放能量IGBT雖然是電力電子開關，但它在導通時不同於機械開關，會有幾伏特的電壓降，因此也會產生一定的損耗，稱為導通損耗。

對於大多數工業應用來說，IGBT裡面會有一個二極體，雖然二極體是被動元件，但是因為旁邊那哥們是開關元件，所以他不能也不能。關注自身道德的提升，不考慮他人。IGBT 開啟的速度有多快，它關閉的速度也有多快。，但先天的材料特性決定了它不具備瞬間關斷的能力，這樣二極體會在短時間內同時承受反向電壓和反向電流，此時兩者的乘積為正數，所以也需要釋放能量。二極體的正向導通也會造成一定的損耗，但比關斷損耗小，所以二極體的開關損耗主要指關斷損耗。同時反向關斷需要一定的恢復時間，所以二極體的開關損耗也叫反向恢復損耗。二極體之和IGBT同樣，雖然採用電導調變法降低直流電壓，但仍存在1-2V大電流下二極體的正向壓降是不能忽略的，這就是二極體的導通損耗。想想二極體也不容易，不僅要承受旁邊老大哥的壓力，還要承受新材料的壓力。碳化矽更換二極體的風險，說明二極體的耐壓能力也非同凡響。 。 。有點跑題了，繼續。 。 。

了解了IGBT開關損耗之後，我們再來看看。IGBT損失的計算，這裡老耿要給大家展示一個精彩的演算法，目的是讓大家先IGBT耗散以及電力和能源對這種關係有深刻的理解。這裡我們以英飛凌1700V 1400A模組為例簡單說明，其型號為FF1400R17IP4。看到過去內容的小夥伴可能會問老耿你為什麼總是拿這個管子來舉例子。記住一句話，我是搞大功率的，最先接觸到的就是這個模組。我對這個模組有很深的感情。我們先來看看這個模組的開關損耗和電流的對應關係，如下圖所示：

可以看出，隨著電流的增加IGBT開關損耗變大，損耗也與溫度有關。關於1400A該模組具有良好的散熱性能，可以運行800A，那我們開始吧800A例如從上圖就不難發現。IGBT在125℃ 800A每次導通電流下的損耗為280mJ，該單位也可以毫瓦，關斷損耗為420mJ，則單位時間的總開關損耗為700mJ。認為IGBT開關頻率為2kHz，IGBT的1s會產生700mJ*2000=1400J的熱量，相當於一小時消耗1.4度電。那1s產生的1400J相當於多少功率的用電設備？經過簡單的轉換，可以等效為1400W老耿環顧著家用電器，找到了冒著熱氣的熱水壺，看向了那個名牌。1500W，巧的是，和模組的功耗差不多。

可能有朋友會說你太不專業了，怎麼可以這樣？是的，上面的計算確實沒意義，因為它脫離了實際應用，同時又沒有考慮導通損耗、二極體損耗等等。老耿主要目的是給大家科普一下。以及電力和能源差別在於，只要你覺得有所得。實際上IGBT損耗計算公式複雜，與電路拓樸結構、功率因數、PWM調製等等。網路上有很多資源提供詳細的計算公式。你可以自己去找，大部分都是來自英飛凌的一個文件。 」用於英飛凌 IGBT 模組損耗和熱計算的尺寸計算程式 IPOSIM”，如果找不到，也可以聯繫老耿，聯繫方式以前有。以下內容根據英飛凌的IPOSIM仿真軟體通常有兩種用途。IGBT有關逆變器功率耗散的範例，請看一看。IGBT工作的時候損失有多大？

現在新能源電動車這麼火爆，我們以英飛凌HP驅動模組FS820R08A6P2B為例。這是一個 6 單元汽車電源模組。根據從事新能源的朋友介紹，蔚來、吉利、通用別克都在用這個模組，是明星產品。 此模組額定電壓750V，電流820A，內部整合6個IGBT。用此模組製成的驅動器輸出功率可達200kW，在乘用車上應用絕對有優勢。模組外觀及內部電路如下圖所示：

採用英飛凌IPOSIM進行簡單功率仿真，在電池電壓400V、輸出電路500A、開關頻率8kHz的條件下，單一IGBT的耗散功率為500W，整個模組的耗散功率約為3000W。 耿先生又檢查了一下家裡的電器，發現洗澡用的熱水器功率剛好是3000W，真是巧啊。 這時候一定有朋友會說，老耿，你怎麼這麼有心計？哈哈，你知道的。 . . 很難想像，這樣一個巴掌大小的模組在工作時會產生如此大的功耗。

上述模組的散熱功率不小，我們來搭建一個大模組，以中壓3300V高功率三電平逆變器為例進行說明。此逆變器採用4500AV 1200A IHV封裝模組，輸出電流500A，三電平共計需要12個IGBT模組和6個二極管，如下圖所示：

母線電壓一半時2800V，輸出電流500A，開關頻率1kHz模擬數據如下圖所示，可以看出三級外管的開關損耗比較接近。2500W，管子的開關損耗僅為740W，主要和逆變器的工作狀態有關。以後有機會大家可以專門聊聊這個話題，這期就不講了。

簡單計算，單一三電平橋臂總耗電量為8,400W，三相總耗電量約25kW。這個功率損耗還是很大的，但此時逆變器的輸出功率也很大，將近3MW。 放眼望去，家裡好像沒有這麼大的家電。我突然想到，前陣子剛繳了電費。我看了看名單。平均每個月的電費是200度電，電費是100元，那麼7元就是每天大概用3.5度電。 這個用電量應該能夠代表大多數家庭，如果上述逆變器滿載運行，IGBT產生的熱量將相當於多少用戶的用電量？ 一天浪費了多少電費？ 有興趣的朋友可以自行計算一下。這裡直接給出答案：89戶，312元。你感到驚訝嗎？對於一棟建築的用戶來說，這幾乎就足夠了。 哦，有朋友提醒，要按照工業電費來算。嗯，價格比較高。 . .

 以上一些案例只是一些簡單的模擬數據，與實際應用還是有一定差距的。不必太過認真，就當科普一下就好。不過，不難發現IGBT的散熱有多麼關鍵。這麼大的熱量如果處理不好，就會很危險。 . .

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