大功率IGBT器件的参数化建模及分析

在大功率IGBT模块换流回路中，由于回路杂散电感和di/dt的共同作用，IGBT在开通和关断过程中会承受较大的电压和电流应力，增大了系统损耗和电磁干扰，降低了系统可靠性，严重影响系统的安全稳定运行。传统的分析方法由于缺乏准确且通用的IGBT模型，针对不同的换流回路和方案，需通过不断地试验测试和分析来进行优化设计，不仅成本较高、耗时，而且效率低。文章结合换流回路中杂散电感对IGBT开关特性影响的分析，利用伏安法实现对杂散电感参数的提取；根据IGBT数据手册，采用数据导入和曲线拟合的方式，实现IGBT参数化建模，并通过所建立的参数化模型进行仿真对比，验证了杂散电感参数提取方法的有效性和所建立参数化模型的准确性。最后，对样机试验和仿真测试进行对比分析，结果显示，二者电压基本吻合，下管电压尖峰实验值与仿真值的误差仅4 V，具有很好的一致性，这对复杂电路的仿真分析和后续实验数据预测与方法指导具有很大的帮助，在大功率IGBT模块的故障复现、失效分析和优化设计等方面具有十分重要的意义。