IGBT应用技术的讨论(2)

第二个问题：IGBT的尖峰电压及其保护

大功率IGBT模块一般不会用于单端反激电路，因此在讨论这个问题时仅限于半桥、全桥和三相桥硬开关电路拓扑。

IGBT在快速关断时，集电极电流快速下降，会产生VCE的尖峰电压。尖峰电压的大小取决于多个因素，第一是关断时的集电极电流大小；第二是关断的速度；第三是IGBT电流回路的导线电感；第四是IGBT接线端子到芯片引线电感。集电极电流的大小是工作状态的需要决定的，不可改变；减慢关断速度可以降低尖峰电压，但是，开关损耗会明显增加，代价是非常大的，所以一般不采纳；IGBT接线端子到芯片引线电感是IGBT内部的电感，也是我们无法改变的，但是，我们可以选择内部引线电感小的IGBT模块，例如，如下图

普通老62毫米封装的IGBT，内部引线电感就比较大；新型封装如下图：

内部电感就很小。最后，IGBT外部电流回路的导线电感，是影响VCE尖峰电压的主要原因，在直流母线到IGBT端子之间的电气连接可以采用功率母线（平行母板）连接，可有效降低VCE的尖峰电压；另外在IGBT端子的正负母线之间直接加无感电容也能在一定程度上降低尖峰电压。

如果变流器与负载直接连接，当负载短路时，会有约5倍的IGBT额定电流，此时关断的尖峰电压会异常的高，采用软关断技术可在一定程度上降低尖峰电压，如果仍然太高，可以采用集电极钳位技术来控制VCE的尖峰电压，如CONCEPT的成品IGBT驱动器2SC0435T，如下图：图中D12、D22、D11、D21就是用于钳位的TVS管。