搭载1200V P7芯片的PrimePACK 刷新同封装功率密度
作者：周利伟
继英飞凌1200V IGBT7 T7芯片在中小功率模块产品相继量产并取得客户认可后，英飞凌最新推出了适用于大功率应用场景的1200V IGBT7 P7芯片，并将其应用在PrimePACK™模块中，再次刷新了该封装的功率密度上限。
目标应用领域：
1200V P7模块首发型号有以下两个：
相比于以前的IGBT4或IGBT5产品，新的IGBT7产品进一步拓展了PrimePACK™封装电流等级，而且极大地提升了模块的功率密度，从下表就可以直观看出。
以IGBT7 1600A PrimePACK™ 2封装为例，相对于IGBT4的同封装里最大的900A模块，其电流密度提升达到77%，而即使相对于IGBT4的PrimePACK™ 3封装里电流最大的1400A模块，其电流密度也提升了14%。
因此，采用新的IGBT7 P7 PrimePACK™模块，可以带来以下三点优势：
· 同封装替换IGBT4模块，实现系统输出更大的电流（或功率）；
· 以小的PP2封装替换大的PP3封装，实现更紧凑的系统设计；
· 对于多模块并联的应用场景，减小并联模块的数量。
另外，模块内采用了最新的1200V TRENCHSTOP™ IGBT7大功率P7芯片，和上一代的P4芯片相比，P7芯片有以下突出特性：
· 与IGBT4的P4相比，P7芯片的Vcesat@Icnom降低了0.75V，降幅达35%，非常适合于大功率模块的低频应用场合；
· 短时过载的最高运行结温Tvjop 可达175℃，过载时长t≤1分钟且占空比D≤20%；
· 通过调整门级电阻Rg，可以很好的控制IGBT开关时的dv/dt
下面我们以FF1600R12IP7为例，通过与IGBT4的对应模块在规格书参数及实际工况下仿真结果的对比，来看其实际性能表现。
首先，规格书关键参数对比结果如下，可以看出新模块的Vcesat和Vf降幅都非常大。比如FF1600R12IP7在1400A电流下的饱和压降Vcesat，仅有1.31V，比上一代FF1400R12IP4的2.15V，降低了0.84V，而二极管正向压降VF也降低了0.28V。
其次，我们基于如下的通用变频器典型工况，对上述三个器件型号在同一工况下仿真其最大输出电流能力及损耗，得到如下结果：
仿真工况：
仿真结果之最大输出电流能力对比：
从以上结果可以看出，在开关频率fsw=1~2.5kHz的范围内，新的FF1600R12IP7虽然是PP2的小封装，但其输出电流能力可以与上一代采用PP3封装的FF1400R12IP4相媲美，或者能输出更大的电流，且开关频率越低FF1600R12IP7的优势越明显。
总之，搭载1200V IGBT7 P7芯片的PrimePACK™模块，“小身材大能量”，相比P4模块，相同封装额定电流大幅提升，极大拓展了功率密度，甚至可以用单个模块替代之前需要两个或三个模块并联的应用场合，解决并联不易均流的设计烦恼，使系统设计更加紧凑，缩短产品上市时间，为您的系统设计提供更优的方案选择。
