梁 锐 贺伟衡 邓天军

（广东美的暖通设备有限公司，广东 佛山 528311）

1 目的

明确有关IGBT开关特性的项目，通过仿真开关时间来寻求最佳开关方法，使损失降到最小，以提供高效率、高可靠性的变频特性。

2 探讨决定开关时间的方法

IGBT(Insulated Gate Bipollar Transistor)是MOSFE和双极晶体管的组合的元件。

有关开关的性能和MOSFET(Metal Oxcide Semiconductor Field Effect Transistor)具有相同的原理，ON电压（Vcesat)的值和双极晶体管的传导度调制现象一样低。本论文是找出开关的最佳条件，所以和MOSFET的特性有关。

场效应晶体管（FET）只存在多数载流子，所以不像双极晶体管那样发生多数载流子和少数载流子的结合时间延迟，FET动作时间上没有延迟，也就是动作简单通过计算来决定。门驱动电压定为Vcc、门容量定为Cge、门电阻定为Rg、负荷电流Ia从二极管电流全部换流到极电极电流时的门电压定为Vgeia、集电极电流为最大（Irrp）时的门电压定为Vgep，这个差的集电极电流⊿Ic和门电压的差⊿Vge的比为传递集电极Gfe，用1式来表示：

因为某个时间t的门电压 Vge（t）为 Vgeia时，流过门的电流是充电门的容量的电流，所以得出2式：

变形2式，代入1式，得出3式：

所以，

因为这个式的Vgeia、Gfe、Cge是ICBT的固有值，所以开关时间是可以由门电压Vcc和门电阻Rg来决定的。

3 开关时间和损失的关系探讨

图1 开关波形

根据门电阻可以变更开关速度，但怎样决定最佳的开关速度，这需要探讨。

图1示出有关开关损失的晶体管电压（Vce）、电流（Ic）和二极管电流。这次讨论区间B和C的损失。这个区间的Vce为一定值，是整流电压Vdc和二极管的正向电压Vf的和的电压。

把区间B的时间定为Tb、区间C的时间定为Trr1，区间B和C的损失J得出下式：