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考慮篇幅限制，本次內(nèi)容分為3部分。

       （1） 絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)原理介紹及部分術(shù)語定義；

       （2）IGBT雙脈沖實驗；

       （3）IGBT及隔離驅(qū)動數(shù)據(jù)書冊解讀。

雙脈沖實驗是分析IGBT功率器件動態(tài)特性的一種方法，它可以完成IGBT動態(tài)參數(shù)、驅(qū)動電路和驅(qū)動保護電路的測試。通過雙脈沖實驗，可以很容易的進行驅(qū)動電路與器件動態(tài)過程的優(yōu)化。在電源的設(shè)計過程中，多數(shù)工程師通過參考器件數(shù)據(jù)書冊和理論計算的方法確定器件的選型，而非通過雙脈沖實驗進行器件動態(tài)參數(shù)的測試。若不進行雙脈沖實驗通?？床怀銎骷唧w的開關(guān)損耗、開關(guān)過程的電壓和電流尖峰及寄生參數(shù)對導(dǎo)通情況的影響。這樣會對器件的選擇存在盲點，這會影響產(chǎn)品長期運行的安全性和可靠性。也可能出現(xiàn)裕量選擇過大增加產(chǎn)品成本，使得產(chǎn)品市場競爭力下降。

雙脈沖實驗就是給被測器件兩個脈沖驅(qū)動信號，測試器件在開通和關(guān)斷瞬間的動態(tài)過程。其作用有：（1）對比不同器件的參數(shù)；（2）獲得器件開通和關(guān)斷過程的動態(tài)參數(shù)；（3）評估體二極管的反向恢復(fù)特性和安全裕量；（4）評估電壓和電流尖峰；（5）評估驅(qū)動電路的性能；（6）測量器件雜散電感。雙脈沖測試電路及雙脈沖波形如圖1所示。

VT2測試電路如圖1a所示，t0~t1時間段內(nèi)VT2導(dǎo)通，此階段內(nèi)流過集電極的電流由時間和電感大小決定。

在t1時刻，VT2關(guān)斷，電流IC.out換流到二極管VD1，t2時刻，VT2再次開通，忽略負(fù)載及二極管的壓降，VT2開通之前集電極―發(fā)射極之間的壓降Vce所承受的電壓為直流母線電壓UDC。VT2關(guān)斷時，由于換流回路中存在雜散電感，集電極―發(fā)射極電壓會出現(xiàn)過充。

IGBT開通過程波形如圖2所示。t2時刻VT2開通，柵極―發(fā)射極電壓Vge開始上升，t3時刻，增加到閾值電壓Vge(th)，集電極電流IC開始增加，電流的變化率為dic/dt，同時由于換流通路中存在雜散電感，致使集電極―發(fā)射極電壓Vce迅速下降。

在t4時刻，集電極電流IC增加到由電感值決定的額定值。此時，二極管VD1關(guān)斷，由于反向恢復(fù)特性，集電極電流IC繼續(xù)增加。最大電流為IC.max。，其影響因素：（1）二極管本身特性；（2）驅(qū)動電路導(dǎo)通速度；（3）母線電壓；（4）結(jié)溫。

隨著時間推移，電流到達最大值后開始逐漸下降。t5時刻，降低到負(fù)載電流大小。同時，集電極―發(fā)射極電壓逐漸降低，受到密勒平臺的影響，t6時刻，集電極―發(fā)射極電壓降低到飽和電壓Vce.sat，負(fù)載電流也達到穩(wěn)定狀態(tài)IC，開通過程結(jié)束。

同樣，圖1b電路可以測試二極管VD1的動態(tài)參數(shù)，VT2施加負(fù)壓處于截止?fàn)顟B(tài)，VT1柵極施加雙脈沖驅(qū)動，完成體二極管的動態(tài)參數(shù)測試。

參考文獻

[1] IGBT模塊：技術(shù)驅(qū)動和應(yīng)用，英飛凌，2016