IGBT通态饱和压降测试方法

2023年12月30日发(作者：裴兴)

IGBT通态饱和压降测试方法

IGBT饱和压降VCEsat：在门极电压驱动下，IGBT工作于饱和区，IGBT集电极（C）与发射极（E）之间的电压差；不同的门极电压对应不同的饱和压降。饱和压降是衡量IGBT是否过流的重要指标，在门极驱动电压存在的情况下，发生IGBT过流，VCE会急剧上升，一般当VCE大于饱和压降10us左右，IGBT就会损坏。

在IGBT工作时测量CE两端的通态压降，很容易受到由于IGBT大幅度的高速换流引起的杂波的影响，需要特别注意。

一般情况下，IGBT两端的工作直流母线电压在较高的数百V左右，甚至对于几千V阻断电压的IGBT，有可能工作在上千V，而饱和压降仅为数V左右的低值，目前有些低导通压降的值仅为一到两伏。另一方面，示波器自身的显像管大小有限，为了能够精确读出饱和电压，常常需要提高电压灵敏度，但由于示波器内部的增幅器饱和等影响，可能显示的波形并不是实际波形。

因此，要测量IGBT在开关动作过程中的饱和压降，不能采用直接将示波器挂在IGBT元件的集电极-发射极之间测电压的方法得出。如下图所示所测的VCE电压变化超出了显像管显示范围，此时测得的饱和压降的波形是失真的，会显示正向削波。

在此，要测定IGBT饱和压降VCEsat，可以用下图所示外加电压钳制电路的方法。

在上图中， IGBT断开时的高电压可通过稳压二极管ZD来限制，可以选用10V以下的齐纳电压的二极管。R为限流电阻，IGBT在关断状态时，该电阻需要承受几乎电路中的全部电压，因此需要选用比较大容量的电阻器。

二极管D是用来防止稳压二极管ZD的结电容中积聚的电荷放电，并防止因结电容和电流限制电阻形成滤波器。

饱和压降测试时，示波器的量程只需要设置为和ZD稳定电压相当的小电压量程，起初IGBT处于关断状态，电路两端电压通过电阻，二极管及稳压二极管形成回路，回路的电流由电阻R来限制，示波器显示的值是稳压二极管两端的电压值。此时，由电压源对被测IGBT器件施加规定幅值和脉宽的栅极电压，待到稳定状态，IGBT两端的压降变为集电极-发射极饱和电压VCEsat。电路电压通过IGBT与负载形成回路，通路中的电流由IGBT的电流规格及负载形式决定。电阻R，二极管D及稳压二极管ZD不在有电流流过，示波器所测定的电压就是IGBT两端的饱和压降。在整个过程都不需要更改示波器的量程，因此可以真实测定出IGBT通态饱和压降。