作者：英飛凌工業半導體 周利偉
繼英飛凌1200V IGBT7 T7晶片在中小功率模塊產品相繼量產並取得客戶認可後，英飛凌最新推出了適用於大功率應用場景的1200V IGBT7 P7晶片，並將其應用在PrimePACK™模塊中，再次刷新了該封裝的功率密度上限。
目標應用領域：
1200V P7模塊首發型號有以下兩個：
相比於以前的IGBT4或IGBT5產品，新的IGBT7產品進一步拓展了PrimePACK™封裝電流等級，而且極大地提升了模塊的功率密度，從下表就可以直觀看出。
以IGBT7 1600A PrimePACK™ 2封裝為例，相對於IGBT4的同封裝里最大的900A模塊，其電流密度提升達到77%，而即使相對於IGBT4的PrimePACK™ 3封裝里電流最大的1400A模塊，其電流密度也提升了14%。
因此，採用新的IGBT7 P7 PrimePACK™模塊，可以帶來以下三點優勢：
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同封裝替換IGBT4模塊，實現系統輸出更大的電流（或功率）；
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以小的PP2封裝替換大的PP3封裝，實現更緊湊的系統設計；
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對於多模塊並聯的應用場景，減小並聯模塊的數量。
另外，模塊內採用了最新的1200V TRENCHSTOP™ IGBT7大功率P7晶片，和上一代的P4晶片相比，P7晶片有以下突出特性：
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與IGBT4的P4相比，P7晶片的Vcesat@Icnom降低了0.75V，降幅達35%，非常適合於大功率模塊的低頻應用場合；
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短時過載的最高運行結溫Tvjop 可達175℃，過載時長t≤1分鐘且占空比D≤20%；
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通過調整門級電阻Rg，可以很好的控制IGBT開關時的dv/dt
下面我們以FF1600R12IP7為例，通過與IGBT4的對應模塊在規格書參數及實際工況下仿真結果的對比，來看其實際性能表現。
首先，規格書關鍵參數對比結果如下，可以看出新模塊的Vcesat和Vf降幅都非常大。比如FF1600R12IP7在1400A電流下的飽和壓降Vcesat，僅有1.31V，比上一代FF1400R12IP4的2.15V，降低了0.84V，而二極體正向壓降VF也降低了0.28V。
其次，我們基於如下的通用變頻器典型工況，對上述三個器件型號在同一工況下仿真其最大輸出電流能力及損耗，得到如下結果：
仿真工況：
仿真結果之最大輸出電流能力對比：
（點擊圖片可放大查看）
從以上結果可以看出，在開關頻率fsw=1~2.5kHz的範圍內，新的FF1600R12IP7雖然是PP2的小封裝，但其輸出電流能力可以與上一代採用PP3封裝的FF1400R12IP4相媲美，或者能輸出更大的電流，且開關頻率越低FF1600R12IP7的優勢越明顯。
總之，搭載1200V IGBT7 P7晶片的PrimePACK™模塊，“小身材大能量”，相比P4模塊，相同封裝額定電流大幅提升，極大拓展了功率密度，甚至可以用單個模塊替代之前需要兩個或三個模塊並聯的應用場合，解決並聯不易均流的設計煩惱，使系統設計更加緊湊，縮短產品上市時間，為您的系統設計提供更優的方案選擇。
參考閱讀
新品 | 基於TRENCHSTOP™ IGBT7 PrimePACK™ 的兆瓦級T型三電平橋臂模塊組
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