作者：英飛凌工業半導體
昨晚IPAC結束了第二場直播，主題演講環節的兩個題目分別是新一代IGBT7技術與應用，以及EiceDRIVER F3:新一代單通道帶短路保護的隔離型驅動晶片。在圓桌討論環節，現場觀眾提問十分踴躍，嘉賓們觀點碰撞，爭論激烈，足足持續了一個小時。昨天我們共收到了現場提問約150個，但時間有限，只能回答一小部分。
今晚的主題是英飛凌針對儲能變流設計特點的全新解決方案，和三電平系統設計和功率器件選型，為了保證充分交流，已經預定的更長的直播時間。那麼昨晚現場情形究竟如何？都有哪些精彩問答？我們一起來回顧一下吧！
提問 解答
Qustions Answers
Ⓠ 高：IGBT7與上一代相比，除了損耗更小性能更優以外，在產品壽命、複雜工況環境下運行可靠性，與上一代有沒有什麼區別。
沈嵩：對於IGBT7這位網友理解的很清楚，損耗更小、性能更優。在這個基礎上，IGBT7壽命本身目前針對不同定位不太一致，在電機驅動，像變頻器和商用空調中，IGBT7的壽命和IGBT4持平。也就是說IGBT4能提供什麼樣的壽命，IGBT7也是一樣的。而且IGBT4在市場上已經非常成熟，從整個應用反饋來看的話，IGBT4也能夠滿足我們絕大部分90%以上的壽命要求。
第二點的話就是運行的可靠性，運行的可靠性IGBT7其實也是符合一貫的IGBT的標準。談到IGBT標準的話， IGBT模塊有IEC等標準規範可靠性的測試。在此之外英飛凌有自己的業界的可靠性標杆，除了性能之外，本身也是符合我們英飛凌產品標準。
Ⓠ 某網友：E7的Qg比E4大了快一倍，對於驅動來說，是個不小的挑戰，設計中有什麼建議。
鄭姿清：如果一款IGBT的門極電荷Qg比你預想的要大一點，可以選擇驅動電流大一點。比如Qg是原來的兩倍，那麼驅動電流也選擇以前的兩倍。或者採用另外一種做法，適當減少門極電阻。但是減小門極電阻，要格外注意門極布線，如果門極迴路阻尼大於臨界值，過小的門極電阻有可能會引起門極震盪。如果沒有這種問題的話，就可以把門極電阻減小。
沈嵩：這個問題我有點不同的看法，本質上我們看IGBT7的Qg確實比IGBT4要大，這個其實我們也是剛剛談到的IGBT7特點的第六點（小編註：見回放），這可以讓我們的驅動設計更簡單。如果直接對比規格書的話，確實可以看到在-15V~+15V這個測試條件下，IGBT7的Qg比我們的IGBT4大了接近快一倍，但是在在0-15V驅動的條件下，IGBT7的Qg和IGBT4是持平的。在實際應用中，我們可以針對IGBT7採用0-15V驅動，不需要加負壓。不加負壓可以簡化變壓器設計，驅動輔助電源功率更小，整體系統的可靠性更高。
鄭姿清：IGBT7 在0-15V驅動下的Qg大概是-15V~+15V驅動下Qg的0.62倍。IGBT7電流等級跨度非常大，從十幾安培到上千安培都有，對於大功率的IGBT7 E7，依然需要使用負壓，但是可以不像以前一樣，加到-15V，可能-8V就可以。
主持人：兩個嘉賓已經“掐”起來了，這個討論變得越來越有看點了，總結一下，IGBT7對驅動要求低，可以用單電源或低負壓來降低驅動功耗，另外，我們的驅動晶片，本身輸出能力也是挺強的，所以我覺得所有的技術都在進步，我們用新的驅動晶片，去驅動新的IGBT，我覺得也是一個更好的方法。
鄭姿清：成熟的方案就用我們新的驅動，像現在我們有一個14安的驅動晶片，這個驅動晶片可以驅動900A的模塊，不需要推挽電路了。
Ⓠ 周周：驅動晶片耐熱程度如何，壽命多長，這可能是問到咱們驅動晶片可靠性方面的問題，看看鄭老師有什麼解釋。
鄭姿清：我不知道這個網友的理解和我的理解是不是一致，耐熱問題的話，我們規格書上是直接有標的是150度，但我不知道他這個耐熱怎麼說，所以我只能說規格書上有150度。
至於驅動晶片的壽命問題，我們一般考量它的絕緣區的絕緣層耐壓問題。這個是在微信公眾號上面，有篇文章是有詳細解釋的(小編按：鄭工提到的文章在這裡淺談驅動晶片的絕緣安規標準)。總的來說，就是驅動晶片的壽命或者可靠性的話，並不像IGBT那樣計算，而是要看絕緣的餘量留的越大，可靠性就會越好。
Ⓠ 魯宇航: 驅動晶片的功能隔離和加強隔離的主要差異。
鄭姿清：主要區別是產品是否帶有相關認證。所有帶絕緣認證的產品都經過了相關的測試。如果只考慮功能使用上的隔離問題的話，符合功能隔離的產品就夠了。而有些應用考慮人機界面等等安全絕緣規範要求的話，就可以使用加強隔離的產品。所謂的加強絕緣的說法主要是IEC和VDE體系的要求，主要針對面向歐洲市場的產品比較多。而美系的UL標準里是沒有這個概念的，它只對絕緣的電壓等級做出要求。
☆（小編按：關於不同隔離標準的差異，也可以參考這篇文章淺談驅動晶片的絕緣安規標準）
Ⓠ desat檢測的方式，是否適合碳化矽的短路保護。
鄭姿清: Desat檢測方式，也適合碳化矽的短路保護。但是首先要看你選擇的這款碳化矽器件有沒有短路能力，比如我們增強型SiC MOSFET 晶片M1H，門極電壓15V時可以保證3us的短路時間，但門極電壓18V時並不承諾短路能力。如果小電流單管在15V驅動下想要做短路保護的話，一種方法是採用shunt電阻， 200A以內的器件都可以考慮，而且保護速度可能會更快。第二種方法就是採用Desat，但因為碳化矽短路時間比IGBT要短很多，要注意調整desat保護的響應時間，使其符合碳化矽的需求。
☆（小編按：關於如何調整desat短路保護時間，可以參考這篇文章SiC MOSFET短路特性及保護方法）
Ⓠ 汪高勇：IGBT7，FF900R12ME7，用在商務車上，有沒有成熟的案例，開關頻率能做到多高。
沈嵩：商務大巴的典型開關頻率在5K到6K，在我們的領先客戶裡面，針對商用車電動大巴都會對開關頻率做動態調整。他會做一個結溫預估的功能，這種結溫在允許的範圍內，儘量的去提升開關頻率，在需要大電流時，適度降低開關頻率。開關頻率的話極限是和結溫相關的，能做多高是取決於你的結溫會不會超。
☆（小編按：關於IGBT開關頻率問題，可以參考這篇文章別再問IGBT的開關頻率上限了。）
Ⓠ 馬志國：dv/dt有應用的限制嗎？
沈嵩：第一是產品問題，IGBT本身的dv/dt,di/dt的限制。目前你在你的實際應用里，除非你的驅動電阻用的比我們規格書還小非常多的情況下，才可能會遇到。但一般實際使用中用到的驅動電阻都要大於數據手冊標定值，因此器件本身的dv/dt不會成為限制問題。第二點實際在應用中的話，在典型的電機驅動場合，可能會考慮電纜反射的問題，會有dv/dt的限制，這也是我們碳化矽在驅動場合也會故意把速度降下來的一個原因。
主持人：所以這是系統對功率器件的要求，並不是高過5kv/us就會壞，也不是器件本身的問題。
Ⓠ 於勇：測試IGBT單管溫度使用以下哪種更準確，一個是測表面殼的溫度，第二個是測IGBT兩端漏出來的小耳朵，還有測門極。
沈嵩：其實這三種方法都不推薦，我們在應用測試裡面，有兩種推薦方法， 第一種是，就是希望你根據TO 247內部的晶片分布，在晶片正下方的散熱器上鑽一個孔，熱電偶塞進去，稍微漏出一點點頭，大概0.3~0.5毫米，然後裝配絕緣膜或者陶瓷墊片，然後裝配TO 247的單管，這樣就測試器件殼溫，通過器件的規格書的結殼熱阻，再加上陶瓷片和絕緣膜的熱阻，通過損耗計算，得到溫差，再加上測試的殼溫，就可以得到結溫了，第二種比較直接，可以申請熱電偶的單管，這種單管是在TO247的殼體上，從側面鑽入一個3.5mm的洞，然後埋入一根熱電偶，將熱電偶接到萬用表或數據採集儀上，就可以測得晶片結溫。
Ⓠ 6A的驅動晶片能驅動200到450A的模塊嗎？
鄭姿清：這需要結合晶片技術一起看，比如是IGBT7還是IGBT4，不同的平台產品即使標稱相同電流等級，但需要的驅動電流不一定相同。另外還要結合門極電壓和驅動電阻，不同的門極驅動電壓對應的跟Qg不一樣，比如0/+15V下的Qg大概只有-15V/+15V下的大約0.6倍。再者PCB布線設計等也是有區別的，門極雜散電感大的可能需要更大的門極電阻來抑制振盪，這時對驅動晶片的電流能力會減弱。一般來說，英飛凌6A的驅動晶片適合直接驅動450A的IGBT4的產品。但對於IGBT7的產品來說，英飛凌6A的驅動晶片；可能只適合直接驅動200A的器件了。而且，驅動晶片的輸出電流各廠家的標稱方式也是不一樣的。現在市場上大部分是NMOS和PMOS一起的方案，驅動標稱電流一般是指15V時對應的那個電流，而在米勒放大線性區那段輸出電流能力不強。
☆（小編按：如何標稱驅動晶片輸出電流是一個需要仔細研究的話題，比IGBT的電流標稱還要複雜，鄭工的一篇文章詳細解釋了這個問題怎麼理解驅動晶片的驅動電流能力）
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