STMicroelectronics STGWA30IH160DF2 1600V IH2系列IGBT采用先進(jìn)、專有的溝槽式柵極場(chǎng)終止型結(jié)構(gòu)打造。在軟換向?qū)ê烷_(kāi)關(guān)損耗上得到了性能優(yōu)化。包含一個(gè)低正向電壓降的續(xù)流二極管。STMicro STGWA30IH160DF2專門(mén)設(shè)計(jì)用于讓任何諧振和軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用的效率最大化。該器件采用TO-247長(zhǎng)引線封裝。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：STMicroelectronics STGWA30IH160DF2 1600V IH2系列IGBT數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 設(shè)計(jì)用于軟換向
• 最高結(jié)溫：TJ = 175°C
• VCE(sat) = 1.77V（典型值，在IC = 30A時(shí)）
• 最少的拖尾電流
• 參數(shù)分布緊密
• 低熱阻
• 極低壓差、軟恢復(fù)合裝式二極管
• 正VCE(sat) 溫度系數(shù)
• TO-247長(zhǎng)引線封裝

典型應(yīng)用

STGWA30IH160DF2 IGBT器件技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、核心特性概述?

STMicroelectronics推出的?STGWA30IH160DF2?是一款1600V/30A的溝槽柵場(chǎng)截止型IGBT，采用TO-247長(zhǎng)引腳封裝，專為軟開(kāi)關(guān)和諧振應(yīng)用優(yōu)化。其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)包括：

• ?高效能設(shè)計(jì)?：VCE(sat)典型值僅1.77V（IC=30A），正向溫度系數(shù)降低并聯(lián)不均流風(fēng)險(xiǎn)。
• ?低損耗特性?：優(yōu)化的拖尾電流和軟恢復(fù)二極管，開(kāi)關(guān)損耗降低30%（Eoff=1.83mJ@600V/30A）。
• ?高可靠性?：支持175℃結(jié)溫運(yùn)行，熱阻低至0.36°C/W（結(jié)到殼）。

?典型應(yīng)用場(chǎng)景?：感應(yīng)加熱、微波爐、諧振變換器等高頻軟開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。

?二、關(guān)鍵參數(shù)解析?

1. ?靜態(tài)特性?

• ?耐壓能力?：VCES=1600V（VGE=0V），滿足高壓母線需求。
• ?導(dǎo)通特性?：
  • IC連續(xù)電流55A（TC=100℃），脈沖電流120A（1μs）。
  • VCE(sat)隨溫度上升而增加（1.77V@25℃ → 2.2V@175℃），利于均流設(shè)計(jì)。

2. ?動(dòng)態(tài)性能?

• ?開(kāi)關(guān)損耗?：
  • 關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)=331ns，電流下降時(shí)間tf=143ns（600V/30A）。
  • 感性負(fù)載下Eoff=1.83mJ，容性負(fù)載（900V/60A）時(shí)升至2mJ。
• ?柵極驅(qū)動(dòng)?：總柵電荷Qg=211nC，建議驅(qū)動(dòng)電阻RG=10Ω以平衡開(kāi)關(guān)速度與EMI。

3. ?熱管理數(shù)據(jù)?

• ?熱阻網(wǎng)絡(luò)?：
  • 結(jié)到殼（IGBT）：RthJC=0.36°C/W
  • 結(jié)到殼（二極管）：RthJC=0.81°C/W
• ?功率降額曲線?：PTOT=395W（TC=25℃），需根據(jù)實(shí)際散熱條件降額使用（參見(jiàn)圖1）。

?三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與電路實(shí)現(xiàn)?

1. ?驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)?

• ?柵極電阻選擇?：推薦10Ω，過(guò)小會(huì)導(dǎo)致電壓振蕩，過(guò)大增加開(kāi)關(guān)損耗（圖18顯示RG=40Ω時(shí)Eoff升至3.5mJ）。
• ?保護(hù)電路?：需集成負(fù)壓關(guān)斷（VGE≥-20V）和米勒鉗位，防止寄生導(dǎo)通。

2. ?散熱布局建議?

• ?PCB優(yōu)化?：
  • 大電流路徑采用2oz銅厚，縮短功率回路長(zhǎng)度。
  • 散熱焊盤(pán)連接至4層板內(nèi)電地層，降低熱阻至50°C/W（結(jié)到環(huán)境）。

3. ?典型應(yīng)用電路?

• ?諧振變換器拓?fù)?/strong>?（參考圖23測(cè)試電路）：
  • 增加330nF緩沖電容（Csnub）可將Eoff從2mJ降至1mJ（圖19）。
  • 二極管續(xù)流路徑需低寄生電感布局，以抑制電壓尖峰。

?四、性能曲線解讀?

1. ?輸出特性?（圖3/4）：TJ=175℃時(shí)，15V驅(qū)動(dòng)電壓即可輸出30A電流，適合高溫環(huán)境。
2. ?SOA曲線?（圖7）：?jiǎn)蚊}沖下支持60A/100V工作點(diǎn)，但需避免連續(xù)導(dǎo)通超出55A（TC=100℃）。
3. ?熱阻抗曲線?（圖20/21）：瞬態(tài)熱阻抗ZthJC在1ms脈沖下為0.1°C/W，需考慮瞬態(tài)熱積累。