本文主要探討關于IGBT單/雙脈沖測試六大方面。如有疑問，歡迎在評論區留言。
- 測試意義
- 測試說明
- 測試電路
- 雙脈沖測試分析
- 單脈沖測試分析
- Cge外接電容的影響
下面進入正題：
1. 測試意義
- 對比不同品牌、不同系列的IGBT參數和性能；
- 得到IGBT在開關過程中的主要參數，用來評估開通驅動電阻、關段驅動電阻的數值是否合適，母線回路的寄生電感是否過大，選型的IGBT額定電壓、額定電流的余量空間是否合適等等；
- 測試IGBT在工作時的實際性能，例如開關損耗、導通損耗、反向恢復損耗、驅動波形是否有震蕩、關段尖峰電壓是否滿足降額要求，以及IGBT的退保和時間是否滿足設計要求和驅動電路是否可靠動作；
2. 測試說明
IGBT單/雙脈沖測試主要是用來模擬IGBT在實際使用中出現的短路情況，IGBT短路分為一類短路和二類短路，分別對應于IGBT模擬測試中的單脈沖測試和雙脈沖測試。
一類短路為逆變器橋臂內的短路情況，二類短路為逆變器橋臂間的短路情況。
一類短路特點：
- 橋臂內直通或短路；
- 硬件失效或軟件失效；
- 短路回路中的電感量很小，100nH級；
- 用IGBT管壓降檢測的方式來實現保護；
二類短路特點：
- 橋臂相間短路或相對地短路；
- 短路回路中的電感量稍大(uH級的)；
- 可以使用IGBT管壓降檢測的方式來實現保護；也可以使用霍爾傳感器來實現電流保護；
3. 測試電路
IGBT的驅動供電電源為+15V/-8V，對應于上圖中的Vdrv_P和Vdrv_N；IGBT開關頻率
10kHz，驅動的導通脈寬為10uS，出兩個脈沖，如下圖所示：
L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8為線路上的寄生電感，電感值為假定的參數，可能不符合每個產品的實際參數；
本仿真通過上管IGBT關斷，下管發脈沖的方式來實現；反過來的測試方式同理，并不詳細說明了。
4.雙脈沖測試分析
測試用的空芯電感設置為100uH：
測試第二個脈沖產生的損耗
開通損耗：741.79uJ
關段損耗：1.0179mJ
測試上管IGBT體二極管的測試參數：
反向恢復電流：1.7876999A，電流比較小，可能是跟我選擇的IGBT管子有關系。
反向恢復時間：61.807229ns
反向恢復損耗：21.209µJ
IGBT關斷是承受的最大尖峰電壓為532.042V，這個電壓值可直接在波形上測試，也可直接用“.meas Vcemax MAX V(C,E)”這條指令計算出來；仿真完成后用Ctrl+L調出計算的值。
母線電壓設置為450V，IGBT關段電壓為532.042V，有82.042V的電壓尖峰；這個電壓尖峰與L2、L3、L4、L5、L6的寄生電感值有關系，下面通過修改他們的值來進行側面驗證：
從上面4組數據可以發現，Lbus（L2、L6）的增大對IGBT關斷電壓的影響很大，在實際設計時要注意正負母排的連接方式和回路面積，可能的情況下盡量選擇疊層母排的設計，減小回路長度；橋臂上的寄生電感（L3、L4、L5）反倒不是影響的主要因素。
5.單脈沖測試分析
修改V6電壓源的脈沖數量為1，并把空芯電感修改為100nH，仿真波形如下：
Vce電壓跌落一下立馬上升到母線電壓，可以理解為IGBT出現退飽和保護了；
退飽和現象說明：
發生一類短路時，IGBT的電流會快速上升，當電流上升到一定數值時（一般為4倍額定電流），IGBT會發生退飽和現象，其標志是IGBT的電壓會迅速上升至直流母線電壓。
當IGBT退出飽和區后，IGBT的電流為4倍額定電流（此倍數與IGBT芯片類型有關），電壓為母線電壓（外電路的所有電動勢都壓在IGBT上），IGBT芯片的損耗非常大；根據規格書，其最多能耐受10uS的短路狀態，驅動器需要在此時間內把IGBT有效關掉，此時的關斷時完全安全的。
上面這段話源自魏煒的“IGBT保護問題”
IGBT一類短路測試參數：
IGBT平均損耗：360.41mJ
V.cemax=529.735V
貼一張其他產品的實際測試圖，供參考：
6.Cge外接電容的影響
關于這個電容的影響和作用，英飛凌和ABB都有相關的文檔資料說明；主要的作用是實現開啟過程的di/dt 和dv/dt可以被分開控制，即可以用更小的 RG ，從而實現了低的開關損耗、較低的開通di/dt、限制續流二極管的di/dt；缺點是增加了驅動電流，需要適當擴大驅動電源的帶載能力。
用LTspice的step指令來模擬多電容參數的變化和影響。
驅動電流：
Cge變化參數清單為 4.7n 6.8n 8.2n 10n 15n 18n 22n 27n 33n 39n 47n 56n 68n 82n
100n 220n 330n，一一對應step1-17；ig_p正驅動電流，ig_n負驅動電流，從上面得出的最大/最小驅動電流值，電容越大需要的驅動電流越大，增加了驅動電源的功率。