加速線上工具的功率級設計，助力IGBT特性分析功能提升

　　如圖4所示，線上設計工具提供兩個IGBT，功率耗散接近圖3列出的IGBT，但封裝和晶片尺寸都較小，所以其DPAK元件封裝較便宜，惟接合溫度可能稍高一些，但仍然保持在額定接合溫度以內和印刷電路板（PCB）可承受范圍以內。若將短路電流時間從10微秒減到5微秒（正好在典型電流感應IC的回應時間之內），更將有助于找到其他可符合這種應用需求，且成本更加合適的元件。

　　圖4 更改工具參數設定，可協助工程師選出更便宜的元件。

　　圖5顯示工具中的兩個IGBT與圖4相同，再加上一個允許更低功率損耗和更低接合溫度的全新IGBT，這個更高效率的IGBT是一種新型的溝槽式（Trench）元件（IRGR4045DPbF），而其他兩個都采用平面（Planar）設計。

　　圖5 新一代IGBT具有極低的運作溫度，是達成功率級設計關鍵。

　　藉由最新版本的網路設計工具，設計人員可利用IGBT的性能比較，分析和了解更多IGBT的能力。勾選圖5中每個型號左邊欄位和點擊「電流與頻率對比圖表」按鈕后，即可制作出圖6中的曲線圖，依之前的數字顯示，電流和頻率是固定的。值得注意的是，在這一曲線圖中，當溫度有變動時，接合溫度是固定的，至于電流就是最終的結果。

　　評估系統整體設計　線上工具找出性價平衡點

　　如圖6所示，線上設計工具非常清楚整理出IGBT的傳導特性，其中第一個方案可在低頻率的情況下得到更多的電流，表現最優異；還有一點非常清楚的是，載流性能隨著頻率的增加而下降的速度變快，這也表示切換的損耗變高。熟練的設計人員都知道，快速的切換經常會導致電磁干擾（EMI）問題，并不會變成實質的優點，這種情況在馬達驅動應用中尤其顯著。

　　圖6 透過電流與效率曲線可呈現IGBT導通和切換性能的關系，便于進行不同元件的比較。

　　圖6中的表格也提供接合溫度和功率損耗的指標數字，根據首個畫面顯示的輸入，圖6的座標是在由最大值降低25℃的接合溫度下得出，第一個IGBT方案的額定溫度為175℃，而其他產品的額定溫度則為150℃，這也是該產品的曲線遠高于其他兩個IGBT的原因。

　　實際上，PCB的設計限制將妨礙范例中用于馬達驅動的IGBT采更高額定溫度，然而，如圖5所示，新一代溝槽式IGBT在特定應用中具有最低的運作溫度，這正是達成功率級設計最佳化的關鍵，設計師不僅可省去PCB上的孔并采用4OZ銅板，從而去除一些物料清單（BOM）成本，還可用元件選擇器檢測到功率耗損和溫度造成的影響，將熱阻從40℃/W提升到50℃/W，并對結果進行檢測。

　　此范例顯示出新版網路工具在協助設計人員評估其電源系統的整體性能，以及針對成本、效率和可靠度最佳化方面，都比以往的版本更可靠、更有效率。

　　導入彈性演算功能　線上設計工具再升級

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