IGBT的開關(guān)頻率越高，開關(guān)次數(shù)就越多，損耗功率就也高，那乘以散熱器的熱阻后，IGBT的溫升也越高，如果溫度高到超出了IGBT的上限，那IGBT就失效了。具體你們可以看我之前發(fā)的關(guān)于IGBT熱設(shè)計(jì)的文章。

 

但是損耗是和電壓電流成正比的，如下圖所示。

所以假如用一個(gè)很大標(biāo)稱電流的IGBT工作在一個(gè)小的電流下，那這個(gè)大IGBT的開關(guān)損耗功率和導(dǎo)通損耗功率就都會(huì)減小，那么這個(gè)大IGBT就更有可能用在更高的開關(guān)頻率。

 

很多新手有個(gè)誤區(qū)，他們?cè)捠沁@么說的，“小管子發(fā)熱小，大管子發(fā)熱大，你看那大IGBT模塊發(fā)熱功率都上千瓦，那分離IGBT芯片才幾瓦。。。”

 

其實(shí)他剛好說反了，在同一個(gè)電壓等級(jí)下同樣技術(shù)的芯片，標(biāo)稱電流越大的說明導(dǎo)通電阻越小，因此才能通更大的電流啊。

 

總而言之，IGBT的開關(guān)頻率最高到多少，取決于在此工況下IGBT的結(jié)溫會(huì)不會(huì)超上限。只要你有錢，巴菲特都能陪你吃飯，所以只要不惜成本3300V也能工作在50kHz硬開關(guān)。。。你不信？有圖有真相。

所以說別再問我IGBT最高的最高開關(guān)頻率了，只要你有錢，隨便超頻。

 

雖然有錢可以為所欲為，但是違反物理極限的事情還是有錢也做不到的。那什么是物理極限呢？那就是IGBT的開關(guān)速度。

 

剛才說了開關(guān)頻率是IGBT在一秒內(nèi)開關(guān)的次數(shù)，而且IGBT每個(gè)開關(guān)周期里還有占空比，比如說1kHz開關(guān)頻率，50%占空比，那控制型號(hào)發(fā)出的方波從開通到關(guān)斷的時(shí)間就是0.5毫秒。如下圖。

但是你以為你發(fā)了0.5毫秒的方波，IGBT就能同步開0.5毫秒？不能，IGBT很遲緩，一般同等技術(shù)水平下的IGBT芯片，標(biāo)稱電壓越高的IGBT越遲緩。

 

這個(gè)遲緩時(shí)間就是開關(guān)延遲，定義方法如下圖。

 

一般都是關(guān)斷延遲比開通延遲長，所以一個(gè)半橋上下橋臂的IGBT在開關(guān)狀態(tài)切換時(shí)，需要一個(gè)死區(qū)時(shí)間，就是上下兩個(gè)IGBT同時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài)。否則就會(huì)出現(xiàn)上下橋臂直通短路的情況。

 

死區(qū)時(shí)間主要取決于關(guān)斷延遲比開通延遲長了多少（當(dāng)然還要有冗余）。

一般常見的3300V IGBT的死區(qū)時(shí)間都在10us以上。

 

以上文中的例子，50kHz對(duì)應(yīng)一個(gè)周期是20us，假設(shè)是半橋DCDC，占空比50%，那一次開通時(shí)間只有10us，再減去10us死區(qū)時(shí)間，這個(gè)IGBT就不用開通了，只能永遠(yuǎn)保持關(guān)斷狀態(tài)。

 

因此這就是IGBT的物理極限，關(guān)斷延遲和死區(qū)時(shí)間導(dǎo)致的頻率極限。但是這個(gè)極限比實(shí)際應(yīng)用的開關(guān)頻率高出很多，因此平時(shí)并沒有意義去討論這個(gè)問題，除非你真的要用3300V的IGBT工作在50kHz。（在大部分實(shí)際應(yīng)用中3300V的IGBT開關(guān)頻率都是1kHz左右，超過2kHz就非常少見了。）