田建平

摘要：IGBT作为功率设备的核心器件，在电力电子工业领域应用广泛。为了进一步了解电压应力对IGBT模块的影响，本文搭建了实验样机（选用3代IGBT采用T型三电平拓扑，额定输出线电压315 V，电流230 A，设计输入电压范围500～1 000 V），通过单脉冲试验对不同厂家不同型号的IGBT进行电压应力分析并给出解决方案的可行性。

关键词：IGBT;单脉冲;电压应力

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是由MOS（绝缘栅型场效应管）和BJT（双极型三极管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，IGBT作为功率设备的核心器件，在电力电子设备中有着广泛的应用口，，市场不仅追求着低成本和高功率密度，对性能和可靠性要求也更高[3，4]。IGBT的开关暂态特性限制着它的最大工作结温、最大开关频率、EMC性能、散热性能、优化电路系统等性能[5]。

为了进一步了解IGBT工作性能，笔者搭建了光伏3代IGBT采用T型三电平拓扑，额定输出线电压315 V，电流230A，设计输入电压范围500～1 000V。目前备选IGBT模块为英飞凌F3L400R12PT4_B26、西门康SKiM400TMLI12E4B、富士4MBI400VG-120R-50。英飞凌IGBT模块已经搭建了实验样机，初步的测试表明英飞凌IGBT模块的关断电压应力很大。因IGBT桥臂的耐压为1 200 V，关断时只承受一半的母线电压，电压应力不是问题。IGBT的钳位耐压值为650 V（英飞凌、西门康）或600 V（富士），关断电压尖峰问题很严重[6]。

1    单脉冲测试原理

本文设计IGBT测试采用单脉冲测试，开通或关断状态都能测试。为方便起见，只对T3做单脉冲测试。单脉冲实验原理示意如图1和图2所示。

图1为英飞凌IGBT示意图，对T2做单脉冲测试时，短路其他IGBT门极。电压施加于BUS+和BUS_ N功率端子，电感器并联于BUS+和交流輸出端子。……