龚辉平

（珠海格力电器股份有限公司 珠海 519070）

引言

功率器件IGBT在电磁感应加热系统中承担着重要的角色，应用好IGBT对加热系统的可靠性至关重要，本文旨在根据单管并联拓扑结构的电磁加热系统的工作特性，探讨出IGBT的应用要点。

1 IGBT基本结构及作用

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是绝缘栅双极晶体管的简称，由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的电压驱动型功率器件（IGBT的结构图如图1所示，等效电路图如图2所示），IGBT集GTR导通压降小、载流能力强、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高的优点于一身[1]。广泛应用于电磁感应加热、变频电源、电机调速等场合。

图1 IGBT的结构图

图2 等效电路图

2 IGBT的关键参数及密勒平台形成机理

以英飞凌IHW30N135R3为例对关键参数等进行说明。IGBT符号如图3所示。

图3 IGBT符号

2.1 最大额定值参数（见表1）

表1 最大额定值参数

为使系统达到最佳寿命及可靠性，推荐使用时以上参数的实际值不能超过最大额定参数的80 %。

2.2 电气特性（见表2）

表2 电气参数（Tvj=25 ℃）

从参数值可看出，IGBT的栅-射极电容Cies远大于栅-集电极电容（密勒电容Cres）和C-E间电容Coes，Cies对IGBT的开通速度有一定的影响，它和IGBT驱动电路中的栅极电阻，会影响IGBT栅极电容的充电快慢速度，从而决定了IGBT的开关速度。

2.3 IGBT密勒平台的形成机理

通过分析IGBT开通的6个阶段来说明密勒平台，具体见图4、图5。

图4 IGBT开通时序

图5 连接图

阶段1：IGBT的开通响应延时，滞后于PWM脉冲；

阶段2：栅极电流对电容Cge进行充电，栅射极电压Vce以较大的充电电流上升到开启阀值电压Vge（th），此时集电极无电流，故集电极电压维持不变，属于死区时间；……