發布日期：2022-07-24 點擊率：115
在任何裝置中使用IGBT 都會遇到IGBT 的選擇及熱設計問題。當電壓應力和電流應力這2 個直觀參數確定之后， 最終需要根據IGBT 在應用條件下的損耗及熱循環能力來選定IGBT。通常由于使用條件不同， 通過IGBT 數據手冊給出的參數不能確切得出應用條件下IGBT 的損耗。比較好的方法是通過測量行業確定IGBT 數據手冊中參數的測量條件與實際應用環境的差別， 并介紹IGBT 的損耗的簡單測量方法。
IGBT 參數的定義
廠商所提供的IGBT 開關參數通常是在純感性負載下測量的， 圖1 和圖2 分別是IR 公司和TOSHIBA公司測量開關時間的電路和定義開關時間的波形。其共同特點是： 開通處于續流狀態的純感性負載； 關斷有箝位二極管的純感性負載。有些數據手冊還給出了開關過程的能量損失 ，也是在同樣條件下測量的。
對于PWM 方式工作并使用變壓器的開關電源， 其工作情況則與之區別很大。圖3 是11 kW 半橋型電路及其工作波形， 使用的IGBT 為GA75TS120U。由波形可見， 電流上升時間tr 約為500 ns， 下降時間t f 約為300 ns。但在數據手冊中，GA75TS120U 的電流升降時間分別為t r＝ 100 ns，t f＝ 80 ns， 與實際工作情況差異較大。其原因主要在于以下2 個方面：
（1）開通時，圖3 中由于變壓器漏感的存在， IGBT實際上開通了1 個零電流感性負載， 近似于零電流開通， 電流上升率受漏感充電速度的限制， 因而實際電流上升時間tr 不完全取決于IGBT。而數據手冊中給出開通處于續流狀態的純感性負載， 開通瞬間， IGBT 既要承受電感中的電流， 還要承受續流二極管的反向恢復電流， 電流上升率則完全取決于IGBT 的開通速度。
（2）關斷時，圖3 中的IGBT 并非是在關斷1 個純感性負載， 而是關斷1 個R － L 型負載（ 變壓器及其負載， 從變壓器一次側可等效為R －L 型負載） ，其電流的下降時間t f 要慢于關斷帶箝位的純感性負載。并且， 對于純感性負載， 只有當IGBT 的集電極電壓上升到箝位值后， IGBT 的電流才開始下降（ 見圖1、圖2 中波形） ， 而電阻－電感性負載時， 集電極電壓和電流幾乎是同時變化的（ 見圖3b 波形） 。
由于上述原因，圖3 中IGBT 的t r、t f 均大于給定值， 但這并不意味著損耗的上升， 因為開關損耗還取決于開關過程中電壓電流的＂重疊＂程度， 而圖3中的＂重迭＂明顯不如圖1、圖2 中嚴重， 因而整體損耗將下降。
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