（1）igbt的主要用途 igbt是先進的第三代功率模塊，工作頻率為1～20khz，主要應用在變頻器的主電路逆變器及一切逆變電路，即dc／ac變換中，如電動汽車、伺服控制器、ups、開關電源、斬波電源、無軌電車等。問世迄今有十多年歷史，幾乎已替代一切其他功率器件，如scr、gto、gtr、mosfet，雙極型達林頓晶體管等。如今功率可高達1mw的低頻應用中，單個器件電壓可達4.0ky（pt結構）至6.5kv（npt結構），電流可達1.5ka，是較為理想的功率模塊。

　　igbt是電壓型控制器件，具有輸人阻抗高、驅動功率小、控制電路簡單、開關損耗小、通斷速度快、工作頻率高、功率容量大等優點。實質是個復合功率器件，它集雙極型功率晶體管和功率mosfet的優點于一體，又因先進的加工技術使其具有通態飽和電壓低，開關頻率高（可達20khz）的特性。最近西門子公司新推出的低飽和壓降（2.2v）的npt－igbt性能更佳，是繼東芝、富士、ir、摩托羅拉等公司開發研制的新品種。

　　igbt的發展趨勢是高耐壓、大電流、高速度、低壓降、高可靠性、低成本，在高壓變頻器的發展方面，簡化其主電路，減少使用器件，提高可靠性，降低制造成本，簡化調試工作等，都與igbt的應用有關，所以世界各大器件公司都在努力研究、開發，預計2～3年內會有突破性的進展。目前適用于高壓變頻器的有電壓型hv－icbt、igct、電流型sgct等。

　　（2）關斷浪涌電壓 關斷浪涌電壓是在關斷瞬間，流過igbt的電流被切斷而產生的瞬時電壓，它是因電動機感性負載l及電路中漏電感lp而產生的。在極端情況下關斷浪涌電壓將導致器件的損壞。電路中的漏電感lp由器件制造結構而定，因此要盡可能減小電感l，如合理分布排列，縮短導線長度，適當加寬減厚銅排尺寸等。

　　（3）恢復浪涌電壓 續流二極管是為當icbt下臂關斷時，電感性電流在上臂續流提供通路（這時處正向導通），它將減小di／dt的值，防止產生過電壓。但當下臂導通時，續流二極管反向恢復，變為負值而關斷，電流將要下降為零值，這時，因lp存在要產生浪涌電壓，阻止電流的下降，尤其當使用硬恢復二極管時，將產生較高的反向恢復的di／dt值，可導致很高的瞬時電壓出現。

　　（4）緩沖電路 緩沖電路是用以控制關斷浪涌電壓和恢復

浪涌電壓，減少模塊的開關損耗及瞬時過電壓值的。雖然igbt具有強大的開關安全工作區，但仍需控制瞬時電壓值，而緩沖電路在每次開關循環中都可通過igbt放電，雖有一定功耗產生，但能確保使用的安全。常用的幾種igbt緩沖電路如圖2 －26所示。

　　圖（a）中，緩沖電路僅由一個低電容量的電容器組成，對小功率單元模塊，可接在c和e之間，對六合一封裝模塊可接p和n之間，此電路對減小瞬變電壓有效、簡單、成本低，適用小功率器件。

　　圖（b）中，緩沖電路使用快速二極管，可鉗位瞬變電壓，從而抑制與母線間的寄生電感，作減幅振蕩。τ＝rc為時間常數，設為開關周期t的1／3（即τ=t／3＝1／3fz），適用于中功率器件。

　　圖（c）類似于圖2（b），但具有更小的回路電感，直接于每個igbt的c極和e極，并使用一個小型rcd（阻容二極管），效果較好，能抑制緩沖電路的寄生振蕩，適用于大功率器件。緩沖電路的具體推薦值見表2 － 14。

　　表2 － 14　　推薦的緩沖電路和功率電路設計

　　在直流母線電壓較高的情況下，也許有必要對這些大電流雙單元模塊采用圖（c）所示的緩沖電路。在這種情況下，可選用對單元模塊給出的推薦組合。

　　（5）減小功率電路的電感 浪涌電壓的能量與1／2lpi成正比，因此減小導線lp是主要的，走線可選用多層正負交叉，寬扁形疊層母線，如大功率變頻器的母排等，一般都采用上述方法，例如羅克韋爾a －b公司等變頻器就是用這樣的方法來減小

功率電路的電感。

　　（6）接地回路形式 當柵極g驅動或控制信號與主電路共用一個電流路徑時，會導致產生接地回路，這可能出現本應是接地的電位，而實際有幾伏的電位值，使本來偏置截止的器件可能導通，而造成誤動作。因此在大功率igbt應用中，或di／dt很高時，應避免接地回路噪聲，故對不同容量的器件，有下述三種電路，如圖2所示。

　　圖2（a）是存在共地回路電位問題的，它的柵極電源地線與主電路（－）母線相通，適用于小于100a的六合一封裝器件，但仍要高反偏置電壓5～15v。

　　圖2（b）對下半臂器件選用獨立柵極電源供電，采用輔助發射極和就近驅動電源退耦電容的方法，能使接地回路噪聲得到最好抑制，適用200a以下模塊。

　　圖2（c）對下半臂每一個柵極驅動電路，都采用了分離絕緣電源，以消除接地回路的噪聲問題