（1）igbt的主要用途 igbt是先进的第三代功率模块，工作频率为1～20khz，主要应用在变频器的主电路逆变器及一切逆变电路，即dc／ac变换中，如电动汽车、伺服控制器、ups、开关电源、斩波电源、无轨电车等。问世迄今有十多年历史，几乎已替代一切其他功率器件，如scr、gto、gtr、mosfet，双极型达林顿晶体管等。如今功率可高达1mw的低频应用中，单个器件电压可达4.0ky（pt结构）至6.5kv（npt结构），电流可达1.5ka，是较为理想的功率模块。

　　igbt是电压型控制器件，具有输人阻抗高、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快、工作频率高、功率容量大等优点。实质是个复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率mosfet的优点于一体，又因先进的加工技术使其具有通态饱和电压低，开关频率高（可达20khz）的特性。最近西门子公司新推出的低饱和压降（2.2v）的npt－igbt性能更佳，是继东芝、富士、ir、摩托罗拉等公司开发研制的新品种。

　　igbt的发展趋势是高耐压、大电流、高速度、低压降、高可靠性、低成本，在高压变频器的发展方面，简化其主电路，减少使用器件，提高可靠性，降低制造成本，简化调试工作等，都与igbt的应用有关，所以世界各大器件公司都在努力研究、开发，预计2～3年内会有突破性的进展。目前适用于高压变频器的有电压型hv－icbt、igct、电流型sgct等。

　　（2）关断浪涌电压 关断浪涌电压是在关断瞬间，流过igbt的电流被切断而产生的瞬时电压，它是因电动机感性负载l及电路中漏电感lp而产生的。在极端情况下关断浪涌电压将导致器件的损坏。电路中的漏电感lp由器件制造结构而定，因此要尽可能减小电感l，如合理分布排列，缩短导线长度，适当加宽减厚铜排尺寸等。

　　（3）恢复浪涌电压 续流二极管是为当icbt下臂关断时，电感性电流在上臂续流提供通路（这时处正向导通），它将减小di／dt的值，防止产生过电压。但当下臂导通时，续流二极管反向恢复，变为负值而关断，电流将要下降为零值，这时，因lp存在要产生浪涌电压，阻止电流的下降，尤其当使用硬恢复二极管时，将产生较高的反向恢复的di／dt值，可导致很高的瞬时电压出现。

　　（4）缓冲电路 缓冲电路是用以控制关断浪涌电压和恢复

浪涌电压，减少模块的开关损耗及瞬时过电压值的。虽然igbt具有强大的开关安全工作区，但仍需控制瞬时电压值，而缓冲电路在每次开关循环中都可通过igbt放电，虽有一定功耗产生，但能确保使用的安全。常用的几种igbt缓冲电路如图2 －26所示。

　　图（a）中，缓冲电路仅由一个低电容量的电容器组成，对小功率单元模块，可接在c和e之间，对六合一封装模块可接p和n之间，此电路对减小瞬变电压有效、简单、成本低，适用小功率器件。

　　图（b）中，缓冲电路使用快速二极管，可钳位瞬变电压，从而抑制与母线间的寄生电感，作减幅振荡。τ＝rc为时间常数，设为开关周期t的1／3（即τ=t／3＝1／3fz），适用于中功率器件。

　　图（c）类似于图2（b），但具有更小的回路电感，直接于每个igbt的c极和e极，并使用一个小型rcd（阻容二极管），效果较好，能抑制缓冲电路的寄生振荡，适用于大功率器件。缓冲电路的具体推荐值见表2 － 14。

　　表2 － 14　　推荐的缓冲电路和功率电路设计

　　在直流母线电压较高的情况下，也许有必要对这些大电流双单元模块采用图（c）所示的缓冲电路。在这种情况下，可选用对单元模块给出的推荐组合。

　　（5）减小功率电路的电感 浪涌电压的能量与1／2lpi成正比，因此减小导线lp是主要的，走线可选用多层正负交叉，宽扁形叠层母线，如大功率变频器的母排等，一般都采用上述方法，例如罗克韦尔a －b公司等变频器就是用这样的方法来减小

功率电路的电感。

　　（6）接地回路形式 当栅极g驱动或控制信号与主电路共用一个电流路径时，会导致产生接地回路，这可能出现本应是接地的电位，而实际有几伏的电位值，使本来偏置截止的器件可能导通，而造成误动作。因此在大功率igbt应用中，或di／dt很高时，应避免接地回路噪声，故对不同容量的器件，有下述三种电路，如图2所示。

　　图2（a）是存在共地回路电位问题的，它的栅极电源地线与主电路（－）母线相通，适用于小于100a的六合一封装器件，但仍要高反偏置电压5～15v。

　　图2（b）对下半臂器件选用独立栅极电源供电，采用辅助发射极和就近驱动电源退耦电容的方法，能使接地回路噪声得到最好抑制，适用200a以下模块。

　　图2（c）对下半臂每一个栅极驱动电路，都采用了分离绝缘电源，以消除接地回路的噪声问题