1 引言
眾所周知，在電力電子功率器件的應(yīng)用電路中，無(wú)一例外地都要設(shè)置緩沖電路，即吸收電路。因?yàn)槿刂破骷陔娐饭ぷ鲿r(shí)莫名其妙損壞的原因雖然很多，但緩沖電路和緩沖電容選擇不當(dāng)是不可忽略的重要原因所在。
2 緩沖原理
電路中器件的損壞，一般都是在器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中遭受了過(guò)大的di/dt,dv/dt或瞬時(shí)功耗的沖擊而造成的。緩沖電路的作用就是改變器件的開(kāi)關(guān)軌跡，控制各種瞬態(tài)時(shí)的過(guò)電壓，以降低器件開(kāi)關(guān)損耗來(lái)確保器件的安全。
圖所示為GTR在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)的開(kāi)關(guān)波形。不難看出，在開(kāi)通和送斷過(guò)程中的某一時(shí)刻，GTR集電極電壓Uc和集電極電流ic將同時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)瞬時(shí)功耗也最大。加入緩沖電路可將這一開(kāi)關(guān)功耗轉(zhuǎn)移到相關(guān)的電阻上消耗掉，從而達(dá)到保證器件安全運(yùn)行的目的。
通用的IGBT緩沖電路有如下圖所示的三種形式。 其中，圖（a）為單只低電感吸收電容構(gòu)成的緩沖電路，適用于小功率IGBT 模塊，用來(lái)對(duì)瞬變電壓有效時(shí)的低成本控制，使用時(shí)一般將其接在C1和E2之間（兩單元模塊）或P和N之間（六單元模塊）。圖4(b)為RCD構(gòu)成的緩沖電路，適用于較小功率的IGBT模塊，緩沖二極管D可箝住瞬變電壓，以抑制由于母線寄存電感引起的寄存振蕩。其RC時(shí)間常數(shù)應(yīng)設(shè)計(jì)為開(kāi)關(guān)周期的1/3，即τ=T/3=1/3f。圖4（c）為P型RCD和N型RCD構(gòu)成的緩沖電路，適用于大功率IGBT模塊，其功能類似于圖4
（b）緩沖電路，但其回路電感更小。若同時(shí)配合使用圖4(a)緩沖電路，則可減小緩沖二極管的應(yīng)力，從而使緩沖效果達(dá)到最佳。
IGBT采用緩沖電路后的典型關(guān)斷電壓波形如圖5所示。圖中，VCE起始部分的毛刺ΔV1是由緩沖電路的寄存電感和緩沖二極管的恢復(fù)過(guò)程引起的。其值由下式計(jì)算：
ΔV1=Lsdi/dt
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MMKP81可承受2500V/μs的高能脈沖和1850A的峰值電流，壽命超過(guò)30萬(wàn)小時(shí)，可減少由切換IGBT引起的電壓和電流尖峰，這種尖峰是電磁干擾（EMI）的重要來(lái)源。典型應(yīng)用包括功率轉(zhuǎn)換器、頻率轉(zhuǎn)換器，以及風(fēng)力機(jī)逆變器、中功率和高功率太陽(yáng)能逆變器、汽車動(dòng)力總成中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。同時(shí)還提供結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度58mm的器件，用于高功率IGBT模塊。
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