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IGBT模块损坏的原因
资料介绍
IGBT 在使用过程中经常受到容性或感性负载的冲击，承受过负荷甚至负载短 路等，可能导致 IGBT 损坏。IGBT 模块在使用时的损坏原因主要有以下几种情况。
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承受过负荷甚至负载短
路等，可能导致 IGBT损
(1)过电流损坏
①锁定效应。IGBT为复合器件，其内有一个寄生晶闸管，在规定的漏极电
流范围内，NPN的正偏压不足以使 NPN晶体管导通，当漏极电流大到一定程度时，
这个正偏压足以使 NPN晶体管开通，进而使 NPN或 PNP晶体管处于饱和状态，于
是寄生晶闸管开通，栅极失去了控制作用，便发生了锁定效应。IGBT发生锁定
效应后，集电极电流过大，造成了过高的功耗而导致器件损坏。
②长时间过流运行。IGBT模块长时间过流运行是指 IGBT的运行指标达到或
超出 RBSOA（反偏安全工作区）所限定的电流安全边界（如选型失误、安全系数
偏小等），出现这种情况时，电路必须能在电流到达 RBSOA限定边界前立即关断
器件，才能达到保护器件的目的。
③短路超时(>10us)。短路超时是指 IGBT所承受的电流值达到或超出 SCSOA
（短路安全工作区）所限定的最大边界，比如 4-5倍额定电流时，必须在 10us
之内关断 IGBT。如果此时 IGBT所承受的最大电压也超过器件标称值， IGBT必
须在更短的时间内被关断。
(2)过电压损坏和静电损坏
IGBT在关断时，由于逆变电路中存在电感成分，关断瞬间产生尖峰电压，
如果尖峰电压超过 IGBT器件的最高峰值电压，将造成 IGBT击穿损坏。IGBT过
电压损坏可分为集电极-栅极过电压、栅极-发射极过电压、高 du/dt过压电等。
大多数过电压保护的电路设计都比较完善，但是对于由高 du/dt所导致的过电压
故障，基本上都是采用无感电容或者 RCD结构吸收电路。由于吸收电路设计的吸
收容量不够而造成 IGBT损坏，对此可采用电压钳位，往往在集电极-栅极两端并
接齐纳二极管，采用栅极电压动态控制，当集电极电压瞬间超过齐纳二极管的钳
位电压时，超出的电压将叠加在栅极上（米勒效应起作用），避免了 IGBT因受
集电极发射极过电压而损坏。
采用栅极电压动态控制可以解决过高的 du/dt带来的集电极发射极瞬间过
电压问题，但是它的弊端是当 IGBT处于感性负载运行时，半桥结构中处于关断
的 IGBT，由于其反并联二极管（续流二极管）的恢复，其集电极-发射极两端的
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