英飞凌(Infineon)公司在功率半导体市场一直致力于高效节能的功率器件开发,在全球工业IGBT模块总量中占有21.4%的市场份额,位居第二位。前不久,该公司推出了在第三代逆向导通IGBT(绝缘栅双极晶体管)(RC3)采用软开关的应用。
英飞凌公司工业及家电功率器件高级经理马国伟博士介绍说,第三代逆向导通IGBT的特点主要体现在, 导通损耗VCE(SAT)及开关损耗Eoff同时减小(RC3 对RC3); VCE(SAT) 的减小能降低系统损耗的最重要部分;而开关损耗Eoff 可降低15%。目前,英飞凌在所有烹饪电器中都是软开关拓扑结构,马国伟博士举例说,针对电磁炉等软开关应用, 结合沟槽栅、场中止技术的第三代逆向导通IGBT (RC3),可同时减小Vcesat和Eoff,比起RC2的IGBT,软开关下减小15%,薄晶圆技术带来最低Vcesat, 比RC2减小6.5%,而且二极管压降VF也很低。马国伟博士表示,第三代逆向导通IGBT器件采用软开关拓扑结构,给用户带来的益处表现在,一是,有最低的饱和压降,能节省散热器和风扇成本,有更低的料单成本和更高的系统效率。二是,由于软开关具有软而且快的开关特性,使EMI降低简化了滤波器,更简易的设计带来快速的产品上市时间。第三则是更安全、可靠的设计降低了系统成本和最低的导通损耗,并可精确的控制温度,达到高效节能的效果。
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硬开关PWM(脉冲宽度调制),是指在功率变换过程中电子开关在开通和关断的瞬间处于大电流或高电压的工作条件。在硬开关PWM技术中,承担功率变换的主开关器件其实正是处于这样的工作环境中,所以它的工作可靠性差、效率低、电磁干扰极为严重。软开关技术,在功率变换技术中,其实就是在主开关器件关断和导通的瞬间,实现其两端电压或电流为零的技术。这就是术语中常说的ZVS(零压开关)和ZCS(零流开关)软开关技术。软开关PWM技术是相对于硬开关PWM技术的一次创新,它确实在相当程度上改善了电源产品的可靠性、效率、电磁干扰(EMI)三大基本性能。