1 IGBT主要用途
IGBT是先进的第三代功率模块，工作频率1-20KHZ，主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中。例电动汽车、伺服控制器、UPS、电源 target=_blank>开关电源、斩波电源、无轨电车等。问世迄今有十年多历史，几乎已替代一切其它功率器件，例SCR、GTO、GTR、MOSFET，双极型达林顿管等,目今功率可高达1MW的低频应用中，单个元件电压可达4.0KV（PT结构）— 6.5KV（NPT结构），电流可达1.5KA，是较为理想的功率模块。
追其原因是第三代IGBT模块，它是电压型控制，输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率高，元件容量大等优点。实质是个复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体化。又因先进的加工技术使它通态饱和电压低，开关频率高（可达20KHZ），这两点非常显著的特性，最近西门子公司又推出低饱和压降（2.2V）的NPT—IGBT性能更佳，相继东芝、富士、IR、摩托罗拉亦已在开发研制新品种。
IGBT发展趋向是高耐压、大电流、高速度、低压降、高可靠、低成本为目标的，特别是发展高压变频器的应用，简化其主电路，减少使用器件，提高可靠性，降低制造成本，简化调试工作等，都与IGBT有密切的内在联系，所以世界各大器件公司都在奋力研究、开发，予估近2-3年内，会有突破性的进展。目今已有适用于高压变频器的有电压型HV-IGBT，IGCT，电流型SGCT等。
2 关断浪涌电压
在关断瞬时流过IGBT的电流，被切断时而产生的瞬时电压。它是因带电动机感性负载（L）及电路中漏电感（Lp），其总值L＊p = L + Lp则Vp＊ = Vce + Vp而Vp = L＊p di/dt在极端情况下将产生Vp＊ Vces（额定电压）导致器件的损坏发生，为此要采取尽可能减小电感（L），电路中的漏电感（Lp）—由器件制造结构而定，例合理分布，缩短到线长度，适当加宽减厚等。
3 恢复浪涌电压
续流二极管是为当IGBT下臂关断，电感性电流就可在上臂续流管提供通路，（这时处正向导通），它将减小di/dt值，防止产生过电压。但又当下臂导通时，续流二极管反向恢复，变为负值而关断，电流将要下降为零值，因Lp存在要产生浪涌电压，阻止电流的下降，尤其当使用硬恢复二极管时，将产生较高的反向恢复di/dt值，可导致很高的瞬时电压出现。
4 缓冲电路形式
用以控制关断浪涌电压和恢复浪涌电压，以减少模块的开关损耗及瞬时过电压值而采用的。虽然IGBT具有强大的开关安全工作区，但需控制瞬时电压值，而缓冲电路在每次开关循环中都可通过IGBT放电，故有一定功耗产生，但能确保使用的安全。
5 减小功率电路的电感
浪涌电压的能量与1/2LpI 成正比，因此减小Lp是主要的，可选用多层正负交叉，宽偏形迭层母线，包括IGBT间联接，与大电容器的联接等，例大功率变频器的母排等，都采用上述方法，例罗克韦尔A-B公司等变频器就是这样的方法来减小功率电路的电感。
6 接地回路形式
当栅极G驱动或控制信号与主电流共用一个电流路径时，会导致接地回路，这可能出现本应地电位，而实际有几伏的电位值，使本来偏置截止的器件，就可能发生导通，而造成误动作。因此在大功率IGBT应用中，或di/dt很高时，就难发生上述现象的发生，故对不用容量的器件
7 IGBT的损耗
是指IGBT在开通或关断过渡过程期间的功率损耗。当PWM信号频率＞5KHZ时开关损耗会非常显著，因此在变频器使用时，必须正确的选择载波频率值的大小，是件重要的问题。具体如何选值，请参见2001年七期“变频器世界”期刊。此文由张选正撰写的，题目“变频器载波频率值正确选择的依据”一文。
总之载波频率的大小与器件的开关损耗，器件的发热，电流的波形，干扰的大小，电动机噪音和振动等有关的，因此不等功率的电动机和现场条件来正确选择载波频率值大小，亦是属变频器调试中一个主要环节。
8 关于结温的大小
IGBT模块的芯片最大额定结温是150℃，在任何工作条件下，都不允许超过，否则要发生热击穿而造成损坏，一般要留余地，在最恶劣条件下，结温限定在125℃以下，但芯片内结温监测有难度，所以变频器的IGBT模块，都在散热器表面装有温控开关，其值在80-85℃之间，当达到此温度时，即因过热保护动作，从而自动停机，以确保IGBT的安全。亦有用热敏电阻。
9 散热器的安装
IGBT模块直接固定在散热器上，螺钉一定要受力均匀。散热器表面要平整清洁，要求平面度≤150μm，最好用力矩把手表面光洁度≤6μm，在界面要涂传热导电膏，涂层要均匀，厚度约150μm。
10 参数的合理选择
参数的选择一条原则是适当留有余地，这样才能确保长期、可靠、安全地运行。工作电压≤50%-60%，结温≤70-80%在这条件下器件是最安全的。制约因素A、在关断或过载条件下，IC要处于安全工作区，即小于2倍的额定电流值；B、IGBT峰值电流是根据200%的过载和120%的电流脉动率下来制定的；C、结温一定<150℃以下，指在任何情况下，包括过载时。具体选用时可查表2。
A、开通电压15V±10%的正栅极电压，可产生完全饱和，而且开关损耗最小，当<12V时通态损耗加大，>20V时难以实现过流及短路保护。
B、关断偏压-5到-15V目的是出现噪声仍可有效关断，并可减小关断损耗最佳值约为-10V。
C、IGBT不适用线性工作，只有极快开关工作时栅极才可加较低3—11V电压。
D、饱和压降直接关系到通态损耗及结温大小，希望越小越好，但价格就要大。饱和压降从1.7V—4.05V以每0.25—0.3V为一个等级，从C→M十个级。
11 栅极电阻Rg
它是串接在栅极电路中可见图3。目的是改善控制脉冲前沿，后沿的陡度和防止振荡，减小IGBT集电极电压的尖脉冲值。又因IGBT的开通或关断是通过栅极电路的充放电来实现的，所以Rg的值对动态特性产生极大的影响，具体如下述：
在直流母线电压较高的情况下，也许有必要对这些大电流双单元模块采用图IC所示的缓冲电路。在这种情况下，可选用对单元模给出的推荐组合。
A、 Rg值小——充放电较快，能减小开关时间和开关损耗，增强工作的耐固性，避免带来因dv/dt的误导通。不足的是承受噪声能力小，易产生寄生振荡，使开通时di/dt变大，增加逐流二极管（FWD） 恢复时的浪涌电压，具体值可参见表4。
B、 Rg值大——性能与上述相反。
栅极驱动的布线对防止潜在振荡，减慢栅极电压上升，减小噪音损耗，降低栅极电压或减小栅极保护电路的效率有较大的影响。要注意事项如下：
A、 将驱动器的输出级和IGBT之间的寄生电感减至最低。
B、 驱动板和屏蔽栅极驱动电路要正确放置，以防功率电路和控制电路之间的电感耦合。
C、 采用辅助发射极端子连接栅极驱动电路。
D、 当驱动PCB板和IGBT控制端子不可能作直接连接时，建议用双股绞线（2转/CM小于3CM长）或带状线，同轴线。
E、 栅极箝位保护电路，必须按低电感布线，并尽量放置于IGBT模块的栅极， 发射极控制端子附近。
F、 由于IGBT的开关会使用相互电位改变，PCB板的线条之间彼此不宜太近， 过高的dv/dt会由寄生电容产生耦合噪声。若布线无法避免交叉或平衡时，必须采用屏蔽层，加以保护。
G、 要减少各器件之间的寄生电容 |
