加速線上工具的功率級(jí)設(shè)計(jì)，助力IGBT特性分析功能提升

　　在圖6的機(jī)制中，在持續(xù)電流模式下，計(jì)算運(yùn)作周期到一半時(shí)的功率損耗，在這種運(yùn)作模式下，與IGBT封裝在一起的二極體并不導(dǎo)電，但后補(bǔ)二極體會(huì)導(dǎo)電，功耗卻沒(méi)有在計(jì)算范圍內(nèi)。

　　由于二極體不導(dǎo)電，因此針對(duì)上面零件所計(jì)算出的接合溫度，在形式上仍是正確的，但計(jì)算表格未能完整反應(yīng)出實(shí)際應(yīng)用的情況，因?qū)ㄖ芷诳赡芨呋蚋停β屎膿p會(huì)相對(duì)產(chǎn)生變化。

　　為克服此一限制，國(guó)際整流器正投入開(kāi)發(fā)應(yīng)用專用工具，讓設(shè)計(jì)人員可考慮在設(shè)計(jì)中加入大量額外的因素，例如不同調(diào)變策略的影響，以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器中的IGBT在馬達(dá)電流周期的一半就導(dǎo)電，而在周期的另一半則為其中的二極體導(dǎo)電。專門為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的工具即可充分考慮所有這些因素，同時(shí)不會(huì)忽略環(huán)境溫度，它將根據(jù)使用者所輸入的調(diào)變指數(shù)和功率因數(shù)來(lái)計(jì)算導(dǎo)通周期。

　　由于熱量不會(huì)以線性方式從一個(gè)點(diǎn)流向另一個(gè)點(diǎn)，而是根據(jù)熱的差異，朝向不同的方向流動(dòng)，因此不能根據(jù)熱阻數(shù)量正確定義出散熱環(huán)境的特性；因應(yīng)此一特性，設(shè)計(jì)工具也須進(jìn)一步改良，根據(jù)散熱器或接合溫度等資料，提供三維（3D）溫度分布方案。

　　目前市面上已有針對(duì)汽車等特定應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的有限元分析（FEA）引擎工具，可精確模擬熱環(huán)境，而未來(lái)的挑戰(zhàn)則在于如何建置一套適合各種應(yīng)用的散熱器模型，故線上設(shè)計(jì)工具的功能演進(jìn)方向可望朝模型標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，使其更適用于一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　整體而言，新一代溝槽式IGBT等功率半導(dǎo)體技術(shù)，雖可縮減系統(tǒng)尺寸和成本，同時(shí)提高效率和增強(qiáng)可靠性，但時(shí)間壓力會(huì)讓設(shè)計(jì)人員無(wú)法探索新的機(jī)會(huì)，甚至?xí)屌f式設(shè)計(jì)一再應(yīng)用，結(jié)果會(huì)使終端產(chǎn)品未能達(dá)到最高性能。

　　對(duì)此，新一代線上設(shè)計(jì)工具在加速功率級(jí)設(shè)計(jì)方面將非常有效率，并可協(xié)助設(shè)計(jì)人員在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中發(fā)揮最新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。