上回我们说到，绝大部分产品数据手册中规定的短路时间受实际应用条件的影响，其实是说不准的。但在这说不准的世界里，偏偏有一颗IGBT逆势而行，要做最靠谱的那一颗。
它就是IGBT7。
在数据手册中，IGBT7的短路能力定义为当温度Tvjop=150°C，VCC=800V，门极电压VGE=15V时，最多可允许8µs的短路时间。尽管短路耐受时间相比IGBT4的10µs稍有缩短，但IGBT7的性能获得了进一步改善，从而使得系统能够达到更低的功率损耗和更好的热性能。
短路时间定义
数据手册中规定的短路耐受时间tsc是基于图1a中所示的IGBT桥臂直通模式。短路回路阻抗很小，以至于短路电流立即达到饱和值。短路耐受时间是从短路电流上升沿的10%计算到短路电流下降沿的10%。
对于短路阻抗通常较大的电机相间短路，短路电流因为大阻抗而上升较慢。这种短路发生时，IGBT先进入饱和状态，当短路电流达到饱和值，IGBT才会进入退饱和状态，同时Vce电压上升至直流母线电压。在这种短路模式下，短路时间的计算是从Vce退饱和时直流母线电压上升沿的20%计算到短路电流下降沿的10%。在从短路事件开始到IGBT进入退饱和状态的这段时间内，VCE电压较低，因此此时芯片中的损耗没有IGBT的Vce电压较高时大。所以短路时间不包含最开始的这段时间。
a）直接短路模式 b）负载短路模式
图1
短路时间降额曲线
短路耐受时间与门极电压、短路时的结温和直流母线电压等应用条件密切相关。门极电压越高，IGBT短路电流越大，从而使得短路耐受时间缩短。短路起始温度越高，直流母线电压越高，也会导致短路耐受时间缩短。
在1200V IGBT7的数据表中，短路耐受时间对应的应用条件为：直流母线电压VCC=800V，门极电压VGE=15V，短路时的起始结温Tvj=150°C。当应用条件不同于数据表中规定的条件时，允许的短路时间也会发生改变。图2显示了短路耐受时间与直流母线电压、最高结温及门极电压之间的关系。
图2 短路额定值系数与温度、直流母线电压及门极电压之间的关系
例如，在实际应用中，假设运行工况是下面这样：
- 起始结温是140°C
- 直流母线电压是600V
- 门极电压是14V
此时我们可以计算各应用条件与额定值相比的影响因数
- 温度影响因数：140/150=93%
- 母线电压影响因数：600/800=75%
- 门极电压影响因数：14/15=93%
根据图2中的曲线，可以分别在Tvj,VCC,VGE的曲线上读出以下降额系数：
图3 如何读出各应用条件的降额系数
- A 1（Tvj的降额系数）= 1.05
- A 2（Vcc的降额系数）= 1.5
- A 3（Vge的降额系数）= 1.1
然后用数据表中的短路耐受时间tp_ds值乘以降额系数，可以计算出该应用条件下的最终短路耐受时间：
tp1 = tp_ds x A 1 x A 2 x A 3
= 8 µs x 1.05 x 1.5 x 1.1
= 13.86 µs
可以看到，当起始结温、母线电压与门极电压都降低时，器件的短路能力有所提升。反之亦然。
