改进的开关性能快速IGBT带来新的挑战

磁损耗电阻由下式计算：

因此，该系列谐振电路的品质因数为：

定义ω、τ、UZK和幅值A更为简洁和精确的方法，是使用数值数据处理和可视化工具xmgrace[2]。在这一点上，下面的公式适合电压峰值和经过多次振荡后之间的区域：
y = a0 + a1 * sin(a2*g0.s1.x-a3) * exp(-(g0.s1.x-a3)/a4) （8）
经过20次非线性拟合迭代后的参数结果列于表1。结果曲线如图4所示。
6.2 分析模块共享
过电压的模块共享可按照两个步骤进行处理：首先通过对集电极电流曲线IC微分（例如用xmgrace）；然后进行缩放以将新曲线相应地插入到第一个UCE电压峰值。在这里，（负）的缩放因子被发现与模块的寄生电感不对应，因此应该考虑到二极管的影响。这就是引入虚构模块电感LModule,fict.的原因：
(9)
计算得到的虚拟值：
事实上，电压曲线uModule不仅取决于半导体的开关行为和模块的寄生电感，也取决于二极管的正向恢复。出于这个原因，LModule,fict必须以二极管的正向恢复为基础来进行修正。总的电压增加中正向恢复所占的最大份额应以最大的di/dt （图3）为基础进行估算，在10kA/μs以下，所使用的标准功率二极管的正向恢复电压Ufr,max可由下式相当精确地得出：
(10)
对于本例中的di/dt=1.3kA/μs，该电压值约为20.5V。因此，由于是感性分量，过电压下降到约70V，测试模块自身的电感下降到49.8nH（计算值）。
两条曲线的重叠（图4）带来最初计算得到的uce，从t=0时刻起适用。例如，现在可以很容易地确定替代吸收电容的特性。

7 危险行为
加上吸收电容，直流母线就像一个谐振频率为fRes,ZK的谐振电路。因此，可能会产生临界状态。例如，如果开关频率是f0的偶次因数，就会出现临界现象。在这种情况下，如果谐振电路的品质因数足够好，在下一个开关操作中注入到吸收电容中的能量是同相的。这可能会在短短的几个时钟脉冲之后导致临界的过电压。由于测试模块相对较差的质量，可以预计当开关频率为30kHz或以上时该影响会显现。
此外，各种直流母线电路和/或模块之间的不正确连接也可能导致不希望的激励，这种情况应该在每个案例中进行检查。

8 总结
关断过程中uce-和iC的测量分析，说明了直流母线寄生电感和模块电感之间的相互作用。这使得在给定的应用中非常容易分析出薄弱环节，并在模拟中发现最大的潜力。
可以看出，单纯改变关断速度只能降低模块所产生的过电压尖峰。直流母线电路中的过电压主要是电流等级的函数，只能通过降低di/dt略微减小。
关断过程的形式化描述，揭示了选择合适的开关速度、吸收电容和模块设计时的可能性和限制。措施均衡结合是优化成本、提高可靠性的一个好方法——直接在电脑上进行，无需复杂的测试。

参考文献
[1] Josef Lutz: Halbleiter-Leistungsbauelemente, Springer-Verlag 2006
[2] Weizmann Institute of Science: grace / xmgrace
[3] Steinbuch, Rupprecht: Nachrichtentechnik, Bd1: Schaltungstechnik, Springer-Verlag 1982
[4] Application Note AN7006: IGBT Peak Voltage Measurement and Snubber Capacitors Specification