需要帮助来理解和解释IGBT数据表

在电机控制方面，我了解我们可以选择使用分立MOSFET或IGBT。另外，市场上有一些产品将6个IGBT放在一个封装中，例如GB25XF120K。（这是来自Infineon的另一个示例部分：FS75R06KE3）

但是，在以下方面，我不知道如何将这种解决方案与使用6个分立MOSFET进行比较和对比：

• 切换速度
• 功耗（静态；相当于IGBT的I ²  * R _DS是多少？）
• 功耗（开关）
• 冷却（为什么没有发布结至环境的热阻？）。
• 栅极驱动电路

另外，我在主题上阅读的所有资源都“推荐”高压（> 200V）IGBT，但它们并没有真正涉及到细节。所以我再次提出这个问题，也许有点不同：为什么我不希望将IGBT用于48V无刷直流电动机？

对于带有BLDC电机的48 V设计，您需要使用MOSFET。原因是可以使用导通电阻极低的低压（<200 V）MOSFET：R _DS，对于V _DS  = 100 V ，导通电阻<10 ，您可以从至少三个不同的制造商那里获得5 x 6 mm ² SuperSO8封装。而且，您可以获得MOSFET真正快速开关的能力的额外好处。$m\Omega$

当您想在高电压下切换大电流时，IGBT成为首选的部分。与MOSFET的导通电阻（R _DS，on）相比_，它们的优点是电压降（V _CE，sat）相当恒定。让我们将负责静态功率损耗的各个设备的特性属性插入两个方程式中，以便获得更好的外观（静态意味着我们一直在讨论一直打开的设备，稍后我们将考虑开关损耗）。

P _{损耗，IGBT}  = I * V _CE，饱和

P _{损耗，MOSFET}  = I ²  * R _DS，开

您会看到，随着电流的增加，IGBT中的损耗以线性方式增加，而MOSFET中的损耗以2的幂增加。在高电压（> = 500 V）和高电流（也许> 4 ... 6 A）的情况下，V _CE，sat或R _DS的常用参数告诉您IGBT的静态功率损耗比到MOSFET。

然后，您需要考虑开关速度：在开关事件期间，即，在从设备的关断状态到导通状态的转换过程中，反之亦然，在短暂的时间内，设备两端的电压相当高（ V _CE或V _DS），并且有电流流过器件。由于功率是电压乘以电流，所以这不是一件好事，并且您希望此时间尽可能短。从本质上讲，MOSFET的开关速度比IGBT快得多，并且平均开关损耗也更低。在计算由开关损耗引起的平均功耗时，重要的是要查看您特定应用的开关频率-即：您将设备多长时间经过一次不能完全开启的时间范围（V _CE或V _DS几乎为零）或关闭（电流几乎为零）。

总而言之，典型数字是...

IGBT将在以下方面做得更好

• 低于10 kHz的开关频率
• 高于500 ... 800 V的电压
• 5 ... 10 A以上的平均电流

这些只是一些经验法则，将上述方程式与一些实际设备的实际参数结合使用以获得更好的感觉绝对是一个好主意。

注意：电机变频器的开关频率通常在4 ... 32 kHz之间，而开关电源的设计开关频率> 100 kHz。较高的频率在开关电源中具有许多优势（较小的磁性，较小的纹波电流），而今天之所以可行的主要原因是在> 500 V的情况下可获得大大改进的功率MOSFET。电机驱动器仍使用4.的原因。 .8 kHz是因为这些电路通常必须承受较高的电流，并且您需要围绕开关速度较慢的IGBT设计整个电路。

在让我忘记之前：大约没有超过1000 V的电压，MOSFET根本无法使用（几乎，或者……没有合理的成本；[编辑：] SiC可能会在2013年中期成为一种较为合理的选择）。因此，在需要1200 V类设备的电路中，大多数情况下，您只需要坚持使用IGBT。