IGBT在逆变电路中的测试与仿真，IGBT逆变器缓冲定律

可估算出△V1为

　　△V1=Ls·di/dt （1）

　　式中 Ls——缓冲电路的等效寄生电感

　　di/dt——关断瞬间或二极管恢复瞬间的di/dt

　　在典型的IGBT功率电路中，最严重情况下的di/dt接近0.02Ic/ns。如果△V1的限制已确定，则可用di/dt值来估算缓冲电路允许的最大电流为400A，△V1限定为100V，则最差情况下的di/dt约为

　　di/dt=0.02&TImes;400=8A/ns

　　用（1）式解得：Ls=△V1/di/dt=100÷8=12.5nH

　　通过上面计算我们可以得知大功率IGBT电路必须有极低电感量的缓冲电路，否则将不能很好的抑制瞬变电压。

　　图2 采用缓冲电蘑的典型关断电压波形

　　在设计缓冲电路时，应考虑到缓冲二极管内部和缓冲电容引线的寄生电感。利用小二级管和小电容并联比用单只二极管和单只电容的等效寄生电感小，并尽量采用低感或无感电容。另外，缓冲电路的设计应尽可能近地联接在lGBT模块上。以上措施有助于减小缓冲电路的寄生电感。

　　图2所示的关断初始浪涌电压之后，随着缓冲电容的充电，瞬态电压再次上升，第二次上升峰值电压△V2是缓冲电容和直流母线寄生电感的函数。可以用能量守恒定律来确定△V2。

　　式中 Lp——母线寄生电感

　　i——工作电流

　　C——缓冲电容值

　　△V2——缓冲电压峰值

　　如果已确定△V2的限定值，则对给定的功率电路可用式（2）确定缓冲电容的数值

　　实际的功率电路设计中可采用以下措施来减小所需电容值：①采用平板式汇流母线，正负极重叠在一起，中间用隔缘板隔开，以获得最小母线寄生电感；②因为C值与关断电流的平方成正比，所以采取必要的限流技术采限制功率电路的最大电流；③因为C值反比于△V2的平方，所以若允许△V2与IGBT的VCES之间有一定的裕度则可使缓冲电容值明显减小。

　　表 l给出一组缓冲电路推荐设计值，其中主母线电感为表中设定的目标值，并设定di/dt=0.02Ic/ns，过冲电压△V1=100V。以这组数值为参考可以为缓冲电路设计提供方便。

　　4 结论

　　缓冲电路设计的好坏，直接关系到逆变器等功率电路能否正常，安全地工作。实验表明，一个设计合理的缓冲电路不仅可以有效地降低开关应力，抑制高频振荡，而且可以痒低开关损耗，提高工作频率。实际应用中，最好将缓冲电路设计在一块印刷电路板上，整体安装在IGBT模块上的汇流母线上，以达到最佳效果。