作者：英飞凌工业半导体
昨晚IPAC结束了第二场直播，主题演讲环节的两个题目分别是新一代IGBT7技术与应用，以及EiceDRIVER F3:新一代单通道带短路保护的隔离型驱动芯片。在圆桌讨论环节，现场观众提问十分踊跃，嘉宾们观点碰撞，争论激烈，足足持续了一个小时。昨天我们共收到了现场提问约150个，但时间有限，只能回答一小部分。
今晚的主题是英飞凌针对储能变流设计特点的全新解决方案，和三电平系统设计和功率器件选型，为了保证充分交流，已经预定的更长的直播时间。那么昨晚现场情形究竟如何？都有哪些精彩问答？我们一起来回顾一下吧！
提问 解答
Qustions Answers
Ⓠ 高：IGBT7与上一代相比，除了损耗更小性能更优以外，在产品寿命、复杂工况环境下运行可靠性，与上一代有没有什么区别。
沈嵩：对于IGBT7这位网友理解的很清楚，损耗更小、性能更优。在这个基础上，IGBT7寿命本身目前针对不同定位不太一致，在电机驱动，像变频器和商用空调中，IGBT7的寿命和IGBT4持平。也就是说IGBT4能提供什么样的寿命，IGBT7也是一样的。而且IGBT4在市场上已经非常成熟，从整个应用反馈来看的话，IGBT4也能够满足我们绝大部分90%以上的寿命要求。
第二点的话就是运行的可靠性，运行的可靠性IGBT7其实也是符合一贯的IGBT的标准。谈到IGBT标准的话， IGBT模块有IEC等标准规范可靠性的测试。在此之外英飞凌有自己的业界的可靠性标杆，除了性能之外，本身也是符合我们英飞凌产品标准。
Ⓠ 某网友：E7的Qg比E4大了快一倍，对于驱动来说，是个不小的挑战，设计中有什么建议。
郑姿清：如果一款IGBT的门极电荷Qg比你预想的要大一点，可以选择驱动电流大一点。比如Qg是原来的两倍，那么驱动电流也选择以前的两倍。或者采用另外一种做法，适当减少门极电阻。但是减小门极电阻，要格外注意门极布线，如果门极回路阻尼大于临界值，过小的门极电阻有可能会引起门极震荡。如果没有这种问题的话，就可以把门极电阻减小。
沈嵩：这个问题我有点不同的看法，本质上我们看IGBT7的Qg确实比IGBT4要大，这个其实我们也是刚刚谈到的IGBT7特点的第六点（小编注：见回放），这可以让我们的驱动设计更简单。如果直接对比规格书的话，确实可以看到在-15V~+15V这个测试条件下，IGBT7的Qg比我们的IGBT4大了接近快一倍，但是在在0-15V驱动的条件下，IGBT7的Qg和IGBT4是持平的。在实际应用中，我们可以针对IGBT7采用0-15V驱动，不需要加负压。不加负压可以简化变压器设计，驱动辅助电源功率更小，整体系统的可靠性更高。
郑姿清：IGBT7 在0-15V驱动下的Qg大概是-15V~+15V驱动下Qg的0.62倍。IGBT7电流等级跨度非常大，从十几安培到上千安培都有，对于大功率的IGBT7 E7，依然需要使用负压，但是可以不像以前一样，加到-15V，可能-8V就可以。
主持人：两个嘉宾已经“掐”起来了，这个讨论变得越来越有看点了，总结一下，IGBT7对驱动要求低，可以用单电源或低负压来降低驱动功耗，另外，我们的驱动芯片，本身输出能力也是挺强的，所以我觉得所有的技术都在进步，我们用新的驱动芯片，去驱动新的IGBT，我觉得也是一个更好的方法。
郑姿清：成熟的方案就用我们新的驱动，像现在我们有一个14安的驱动芯片，这个驱动芯片可以驱动900A的模块，不需要推挽电路了。
Ⓠ 周周：驱动芯片耐热程度如何，寿命多长，这可能是问到咱们驱动芯片可靠性方面的问题，看看郑老师有什么解释。
郑姿清：我不知道这个网友的理解和我的理解是不是一致，耐热问题的话，我们规格书上是直接有标的是150度，但我不知道他这个耐热怎么说，所以我只能说规格书上有150度。
至于驱动芯片的寿命问题，我们一般考量它的绝缘区的绝缘层耐压问题。这个是在微信公众号上面，有篇文章是有详细解释的(小编按：郑工提到的文章在这里浅谈驱动芯片的绝缘安规标准)。总的来说，就是驱动芯片的寿命或者可靠性的话，并不像IGBT那样计算，而是要看绝缘的余量留的越大，可靠性就会越好。
Ⓠ 鲁宇航: 驱动芯片的功能隔离和加强隔离的主要差异。
郑姿清：主要区别是产品是否带有相关认证。所有带绝缘认证的产品都经过了相关的测试。如果只考虑功能使用上的隔离问题的话，符合功能隔离的产品就够了。而有些应用考虑人机界面等等安全绝缘规范要求的话，就可以使用加强隔离的产品。所谓的加强绝缘的说法主要是IEC和VDE体系的要求，主要针对面向欧洲市场的产品比较多。而美系的UL标准里是没有这个概念的，它只对绝缘的电压等级做出要求。
☆（小编按：关于不同隔离标准的差异，也可以参考这篇文章浅谈驱动芯片的绝缘安规标准）
Ⓠ desat检测的方式，是否适合碳化硅的短路保护。
郑姿清: Desat检测方式，也适合碳化硅的短路保护。但是首先要看你选择的这款碳化硅器件有没有短路能力，比如我们增强型SiC MOSFET 芯片M1H，门极电压15V时可以保证3us的短路时间，但门极电压18V时并不承诺短路能力。如果小电流单管在15V驱动下想要做短路保护的话，一种方法是采用shunt电阻， 200A以内的器件都可以考虑，而且保护速度可能会更快。第二种方法就是采用Desat，但因为碳化硅短路时间比IGBT要短很多，要注意调整desat保护的响应时间，使其符合碳化硅的需求。
☆（小编按：关于如何调整desat短路保护时间，可以参考这篇文章SiC MOSFET短路特性及保护方法）
Ⓠ 汪高勇：IGBT7，FF900R12ME7，用在商务车上，有没有成熟的案例，开关频率能做到多高。
沈嵩：商务大巴的典型开关频率在5K到6K，在我们的领先客户里面，针对商用车电动大巴都会对开关频率做动态调整。他会做一个结温预估的功能，这种结温在允许的范围内，尽量的去提升开关频率，在需要大电流时，适度降低开关频率。开关频率的话极限是和结温相关的，能做多高是取决于你的结温会不会超。
☆（小编按：关于IGBT开关频率问题，可以参考这篇文章别再问IGBT的开关频率上限了。）
Ⓠ 马志国：dv/dt有应用的限制吗？
沈嵩：第一是产品问题，IGBT本身的dv/dt,di/dt的限制。目前你在你的实际应用里，除非你的驱动电阻用的比我们规格书还小非常多的情况下，才可能会遇到。但一般实际使用中用到的驱动电阻都要大于数据手册标定值，因此器件本身的dv/dt不会成为限制问题。第二点实际在应用中的话，在典型的电机驱动场合，可能会考虑电缆反射的问题，会有dv/dt的限制，这也是我们碳化硅在驱动场合也会故意把速度降下来的一个原因。
主持人：所以这是系统对功率器件的要求，并不是高过5kv/us就会坏，也不是器件本身的问题。
Ⓠ 于勇：测试IGBT单管温度使用以下哪种更准确，一个是测表面壳的温度，第二个是测IGBT两端漏出来的小耳朵，还有测门极。
沈嵩：其实这三种方法都不推荐，我们在应用测试里面，有两种推荐方法， 第一种是，就是希望你根据TO 247内部的芯片分布，在芯片正下方的散热器上钻一个孔，热电偶塞进去，稍微漏出一点点头，大概0.3~0.5毫米，然后装配绝缘膜或者陶瓷垫片，然后装配TO 247的单管，这样就测试器件壳温，通过器件的规格书的结壳热阻，再加上陶瓷片和绝缘膜的热阻，通过损耗计算，得到温差，再加上测试的壳温，就可以得到结温了，第二种比较直接，可以申请热电偶的单管，这种单管是在TO247的壳体上，从侧面钻入一个3.5mm的洞，然后埋入一根热电偶，将热电偶接到万用表或数据采集仪上，就可以测得芯片结温。
Ⓠ 6A的驱动芯片能驱动200到450A的模块吗？
郑姿清：这需要结合芯片技术一起看，比如是IGBT7还是IGBT4，不同的平台产品即使标称相同电流等级，但需要的驱动电流不一定相同。另外还要结合门极电压和驱动电阻，不同的门极驱动电压对应的跟Qg不一样，比如0/+15V下的Qg大概只有-15V/+15V下的大约0.6倍。再者PCB布线设计等也是有区别的，门极杂散电感大的可能需要更大的门极电阻来抑制振荡，这时对驱动芯片的电流能力会减弱。一般来说，英飞凌6A的驱动芯片适合直接驱动450A的IGBT4的产品。但对于IGBT7的产品来说，英飞凌6A的驱动芯片；可能只适合直接驱动200A的器件了。而且，驱动芯片的输出电流各厂家的标称方式也是不一样的。现在市场上大部分是NMOS和PMOS一起的方案，驱动标称电流一般是指15V时对应的那个电流，而在米勒放大线性区那段输出电流能力不强。
☆（小编按：如何标称驱动芯片输出电流是一个需要仔细研究的话题，比IGBT的电流标称还要复杂，郑工的一篇文章详细解释了这个问题怎么理解驱动芯片的驱动电流能力）
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