沟道和平面 IGBT 
 
    为了要同时把谐波和功率损耗降到最低，逆变器的高侧 IGBT 利用了脉宽调
制(PWM)，同时低侧功率器件就用 60Hz 进行变化。通过把 PWM 频率定在 20kHz
或以上操作，高侧 IGBT 有 50/60Hz 调制，输出电感器 L1 和 L2 便可以保持实际
可行的较少尺寸，提供有效的谐波滤波。再者，逆变器的可听声也可以降到最低，
因为开关频率已经高于人类的听觉范围。 
 
    我们研究过采用不同 IGBT 组合的各种开关技术后，认定能够实现最低功率
耗损和最高逆变器性能的最好组合，是高侧晶体管利用超高速沟道 IGBT，而低
侧部分就采用标准速度的平面器件。与快速和标准速度平面器件比较，开关频率
在 20kHz 的超高速沟道 IGBT 提供最低的总通态和开关功率损耗组合。高侧晶体
管的开关频率为 20kHz 的另外一个优点，是输出电感器有合理的小尺寸，同时也
容易进行滤波。在低侧方面，我们把标准速度平面 IGBT 的开关频率定在 60Hz，
使功率损耗可以保持在最低的水平。 

 

图 2 全桥功率逆变器电路 

 
    当我们细看高电压(600V)超高速沟道 IGBT 的开关性能，便会知道这些器件
为 20kHz 的开关频率进行了优化。这使设计在相关的频率下能够保持最少的开关
损耗，包括集电极到发射极的饱和电压 Vce(on)及总开关能量 ETS。结果，总通
态和开关功率损耗便可以维持在最低的水平。根据这一点，我们选择了超高速沟
道 IGBT，例如，IRGB4062DPBF 作为高侧功率器件。这种超高速构道 IGBT 与一个
超高速软恢复二极管采用协同封装，进一步确保低开关耗损。 
 
    此外，这些 IGBT 不用要求短路额定值，因为当逆变器的输出出现短路时，
输出电感器 L1 和 L2 会限制电流 di/dt，从而给予控制器足够的时间做出适当的
回应。还有，与同样尺寸的非短路额定 IGBT 比较，短路额定 IGBT 提供更高的
Vce(on)和 ETS。由于拥有更高的 Vce(on)和 ETS，短路额定 IGBT 会带来更高的
功率损耗，使功率逆变器的效率降低。