在任何裝置中使用IGBT 都會遇到IGBT 的選擇及熱設(shè)計問題。當電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力這2 個直觀參數(shù)確定之后， 最終需要根據(jù)IGBT 在應(yīng)用條件下的損耗及熱循環(huán)能力來選定IGBT。通常由于使用條件不同， 通過IGBT 數(shù)據(jù)手冊給出的參數(shù)不能確切得出應(yīng)用條件下IGBT 的損耗。比較好的方法是通過測量行業(yè)確定IGBT 數(shù)據(jù)手冊中參數(shù)的測量條件與實際應(yīng)用環(huán)境的差別， 并介紹IGBT 的損耗的簡單測量方法。

　　IGBT 參數(shù)的定義

　　廠商所提供的IGBT 開關(guān)參數(shù)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(guān)時間的電路和定義開關(guān)時間的波形。其共同特點是： 開通處于續(xù)流狀態(tài)的純感性負載； 關(guān)斷有箝位二極管的純感性負載。有些數(shù)據(jù)手冊還給出了開關(guān)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(guān)電源， 其工作情況則與之區(qū)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)手冊中給出開通處于續(xù)流狀態(tài)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(xù)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(guān)斷時，圖3 中的IGBT 并非是在關(guān)斷1 個純感性負載， 而是關(guān)斷1 個R － L 型負載（ 變壓器及其負載， 從變壓器一次側(cè)可等效為R －L 型負載） ，其電流的下降時間t f 要慢于關(guān)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(guān)損耗還取決于開關(guān)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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