如何设计IGBT的吸收电路？

IGBT的吸收电路主要用以控制关断浪涌电压和续流二极管的恢复浪涌电压，并减少开关损耗。选择合适的吸收电路类型，合理布局主电路部件是非常重要的。常见的吸收电路如图8-20所示。

图8-20a是最简单的单电容电路，适用于小容量的IGBT模块（10～50A）或其他容量较小的器件，但由于电路中无阻尼元器件，容易产生振荡，为此C_S中可串入R_S进行抑制，这种RC缓冲电路在晶闸管的保护中已用得很普遍。图8-20b是把RCD缓冲电路用于由两只IGBT组成的桥臂模块上，此电路比较简单，但吸收功能较单独使用RCD时略差，多用于小容量器件的逆变器桥臂上。有时还可以把图8-20a、图8-20b两种缓冲电路并联使用，以增强缓冲吸收的能力。图8-20c是R_S交叉连接的吸收电路，当器件关断时，C_S经D_S充电，抑制du/dt；当器件开通前，C_S经电源和R_S释放电荷，同时有部分能量得到反馈，这种电路对大容量的器件比较适合（例如400A以上的IGBT模块）。

图8-20 电力电子器件的常用吸收电路

a）桥臂公用的单电容电路 b）桥臂公用的RCD电路 c）有反馈功能的RCD电路(www.xing528.com)

吸收电阻阻值过大时，吸收电容放电时间过慢，下一次开关过程中就不能充分发挥吸收能量的作用；但R_S取值过小，在主管导通时，放电电流过大、过快，可能引起振荡，危及开关管的安全，一般取阻容放电时间常数为主管开关周期的1/6～1/3。吸收二极管应选取快恢复元件以加快吸收电路的动态响应过程，而且反向恢复电荷要少，要求具有软恢复特性。

吸收电路的设计不仅要对吸收电容、电阻、吸收二极管进行参数的选择，还应考虑吸收电路各器件的布局和连线，吸收电路尽可能短地连接到IGBT模块上。

杂散电感会导致开关过程中的暂态电压，也是EMI的主要源头。并且它们与寄生电容一起会导致谐振产生，可能会导致电压和电流的振铃现象，所以杂散电感应设计成最小。图8-21给出了杂散电感的简化等效电路，实际电路中的杂散电感分布并不对称，其最大值可以在模块使用手册中查找。