【应用】开关频率可达50kHz IGBT功率模块助力APF降低损耗、提高效率

时间： 2017-10-10 来源：世强作者：zyliuliu

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IGBT功率模块,电力电子功率器件,电力电子功率模块,10-FY07NPA150SM02-L365F08

随着经济的不断发展，家庭电力负荷急剧增加，末端电压低，负荷不平衡等无功问题日益严重。针对这一突出问题，政府提出了农网改造计划，APF(有源电力滤波器)作为新一代有源滤波设备，得到大量应用。图1所示为APF功率拓扑图：

图1：APF功率拓扑图

由图1可以看到，APF是基于IGBT功率器件的电力电子设备，随着市场上对高功率密度、低系统成本的发展需求，NPC I型三电平拓扑成为业内领先的功率拓扑结构。相比传统的两电平拓扑，I型三电平的IGBT功率器件数量增加了一倍，同时每相还会增加两个中点钳位二极管。

复杂的拓扑结构和更多的功率器件给系统设计带来很多困难，尤其表现在功率器件之间的电气连接、EMC设计和结构布局等方面。研发工程师希望使用更少的器件数量、优化的拓扑结构和容易安装的封装来设计可靠的产品。

为满足APF设备的发展需求，VINCOTECH推出了flowNPC系列I型三电平模块（典型型号为：10-FY07NPA150SM02-L365F08），其结构紧凑，将多个分立器件（包括IGBT、钳位二极管以及NTC电阻）集成到一个模块中，减少了功率器件之间连线的寄生阻抗。如图2所示：

图2：I型三电平模块原理图

由图2可以看到，Vincotech功率模块主要有以下几点优势：

1）驱动回路与主功率回路分别从不同的管脚分别引出，减少了IGBT主功率回路对驱动回路的电磁干扰；

2）在DC+与GND、DC-与GND之间内置吸收电容，对IGBT在开关动作下产生的尖峰电压进行有效抑制，保护IGBT不被过压损坏；

3）模块还内置了NTC温度检测电阻，可以实时监测模块的温升，保证模块的可靠运行。

Vincotech I型三电平模块采用新一代H5晶圆，其在APF中开关频率可达到50kHz，可大大减少滤波电感的体积和感量，显著的降低损耗、提高效率，同时其封装紧凑、集成度高，应用在APF功率电路中可以有效提高功率密度、降低系统成本。

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全部评论（2）

用户88585632 Lv4 资深工程师 2018-10-23

Vincotech 10-FY07NPA150SM02-L365F08，请问这个的死区时间要留多少
- 用户30685547_世强回复： IGBT模块应用时，在IGBT的参数表Trr(on)和Trr(off)，在设计驱动时，为防止上下管在这个延时的阶段互通短路，需要预留死区时间。一般20KHz驱动频率的电源行业，INV采用半桥架构，上下管的交替死区设置时间是1~2μS。
  查看全部1条回复
yuyu Lv8. 研究员 2017-10-10

方案不错，可以学习

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产品型号	品类	产品状态	拓扑	电压(V)	电流(A)	模块高度 (mm)	晶圆工艺	封装
10-0B06PPA004RC-L022A09	SiC功率模块	Series production	PIM+PFC(CIP)	600V	4A	17mm	IGBT RC	flow 0B

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产品型号	品类	SUB-TOPOLOGY	PRODUCT LINE	VOLTAGEIN（V）	CURRENTIN(A)	MAIN CHIP TECHNOLOGY	HOUSING FAMILY	HEIGHTIN（mm）	ISOLATION
V23990-K429-A40-PM	IGBT功率模块	CIB-KE-NTC	MiniSKiiP® PIM 3	1200	75	IGBT4	MiniSKiiP® 3	16	Al2O3