IGBT的开关频率上限有多高？

开关频率是指IGBT在一秒钟内开关次数。而在确定的母线电压和导通电流下，IGBT每次开关都会产生一定的损耗，开通损耗是Eon，关断损耗是Eoff，还有二极管反向恢复也有损耗Erec。

IGBT的开关频率越高，开关次数就越多，损耗功率就也高，那乘以散热器的热阻后，IGBT的温升也越高，如果温度高到超出了IGBT的上限，那IGBT就失效了。具体你们可以看我之前发的关于IGBT热设计的文章。

但是损耗是和电压电流成正比的，如下图所示。

所以假如用一个很大标称电流的IGBT工作在一个小的电流下，那这个大IGBT的开关损耗功率和导通损耗功率就都会减小，那么这个大IGBT就更有可能用在更高的开关频率。

很多新手有个误区，他们原话是这么说的，“小管子发热小，大管子发热大，你看那大IGBT模块发热功率都上千瓦，那分离IGBT芯片才几瓦”？

总而言之，IGBT的开关频率最高到多少，取决于在此工况下IGBT的结温会不会超上限。只要你有钱，巴菲特都能陪你吃饭，所以只要不惜成本3300V也能工作在50kHz硬开关。

虽然有钱可以为所欲为，但是违反物理极限的事情还是有钱也做不到的。那什么是物理极限呢？那就是IGBT的开关速度。

刚才说了开关频率是IGBT在一秒内开关的次数，而且IGBT每个开关周期里还有占空比，比如说1kHz开关频率，50%占空比，那控制型号发出的方波从开通到关断的时间就是0.5毫秒。如下图。

但是你以为你发了0.5毫秒的方波，IGBT就能同步开0.5毫秒？不能，IGBT很迟缓，一般同等技术水平下的IGBT芯片，标称电压越高的IGBT越迟缓。

这个迟缓时间就是开关延迟，定义方法如下图。

一般都是关断延迟比开通延迟长，所以一个半桥上下桥臂的IGBT在开关状态切换时，需要一个死区时间，就是上下两个IGBT同时处于关断状态。否则就会出现上下桥臂直通短路的情况。

死区时间主要取决于关断延迟比开通延迟长了多少（当然还要有冗余）。

黑色是100A的模块，红色是75A模块，在30~40kHz的频率区间，100A的模块能比75A的模块多输出约10A的电流有效值。在30A输出电流下，100A模块的开关频率可以比75A模块高15kHz以上。当然你可以选个更大的FS150R12KT4，工作到100kHz，不过这时候你就要考虑下1200V一般3us的死区时间可能会吃掉一半的PWM波，所以这时候频率又被开关速度给限制了。

推荐阅读：

简述EDA技术在电子设计中的应用

基于EDA技术的电子设计应注意的事项

DMV双摄像视觉系统在激光切割定位的应用

简述单核CPU做成一个性能超强的单核可行性

常见CPLD、FPGA、DSP的联系与区别