胡雄伟

摘 要：通过对IGBT模块的主要特性和应用关键点进行分析，进行进口和国产IGBT模块的单体测试及在UPS中应用情况测试的对比，在UPS上进行小批量可靠性验证，最终实现国产IGBT在UPS的产业化应用。

关键词：绝缘栅双极型晶体管；驱动电路；可靠性

中图分类号：TN91 文献标识码：A

0.引言

IGBT是一种MOSFET与双极晶体管复合的器件，它不仅具有MOSFET易于驱动，控制简单、开关频率高等优点，又具有功率晶体管的导通电压低、通态电流大、损耗小等显著优点。IGBT应用领域广泛，堪称现代功率变流装置的“心脏”和绿色高端产业的“核心”。从传统的电力、机械、矿冶，到轨道交通、航空航天、新能源装备以及特种设备等战略性新兴产业，都有它的身影。因此，从国家安全长远考虑，IGBT不能完全依赖进口。

1. IGBT应用需要分析的主要特性

1.1 VCE-IC特性

VCE-IC特性（一般称为输出特性）的VGE依存性。因为该特性表示IGBT在导通状态下集电极-发射极电压（VCE）和集电极电流（IC）的关系，所以形成了在导通状态下IGBT中发生的损耗。然而，虽然VCE越低，产生的损耗就越小，但是由于该特性会随着结温（Tj）和VGE的变化而变化；一般情况下，推荐在VGE=15V时，UPS的最大输出电流小于等于元件的标称额定电流值的情况下使用。

1.2 开关特性

开关特性大致可分为开关时间和开关损耗两方面。

开关时间随着集电极电流（Ic）、结温（Tj）、门极电阻（Rg）的变化而变化，在UPS应用时要充分考虑。开关损耗（Eon、Eoff、Err）是在IGBT开关时（开通、关断时）发生的。此特性随结温（Tj）、驱动电阻（Rg）的变化而变化。其中特别是Rg的选定非常重要，若过大不仅会使开关损耗变大，更容易引起前述的由于死区时间不足而产生的桥臂直通短路现象。……