IGBT串联谐振
脉冲电源中IGBT_模块功耗及内部瞬时结温升研究
脉冲宽度、输出电压、输出电流、峰值功率以及脉冲重复频率是脉冲电源常用的几个重要技术指标，不同的应用场合对技术指标的要求不同。
脉冲电源在电除尘领域应用已有很长的历史。
在国外，丹麦FLSmidth 公司长期以来都将脉冲电源应用在电除尘领域。
在国内，随着超低排放标准实施，脉冲电源凭借其突出的节能提效优势在电除尘领域迅速推广，从2014年开始，该文提到的脉冲电源在国内应用已超过1 000台，广泛应用于电力、冶金以及建材等工业领域[1]。
开关器件是脉冲电源的核心器件，同时也是制约脉冲电源性能提高的瓶颈。
除尘用脉冲电源为了满足工业现场自动控制的需求，通常采用晶闸管或IGBT 等可控半导体器件作为开关。
在脉冲产生的过程中，开关器件在短时间内需要承受极大的电流；而在脉冲电源工作的间隙时间内，即2个脉冲之间，开关器件处于关断状态。
而通常脉冲电源的占空比较低，要在开关电源通流能力的可靠性与经济性之间取得平衡，就需要准确计算开关器件的发热情况，即功耗计算和热阻计算，这样既可以保证芯片结温不超过规格书规定的上限，也可以合理对器件载流能力进行选型，避免成本增加。
1 IGBT 模块功耗计算如果需要计算开关器件在单次脉冲输出过程中的功耗，就需要确定开关器件的电流以及其开通时间。
1.1 电路拓扑及峰值电流计算除尘用脉冲电源主回路原理如图1所示。
左半部分是脉冲发生单元（Pulse Unit ），负责产生80 kV 的负高压脉冲；右半部分是直流负高压输出单元（DC Unit ），产生60 kV 的基础直流负高压。
负载为电除尘器，其内部物理结构为板线式。
当计算脉冲电源参数时，可以将其简化等效为1个等效电容，其容量通常为100 nF ，该文中提到的脉冲电源的额定负载为115 nF 。
各主器件功能分别如下：扼流圈（Choke ），用于抑制一次侧直流母线电压向谐振电容C p 充电的电流；一次侧谐振电容（C p ），提供单次脉冲输出所需的能量；隔脉冲电源中IGBT模块功耗及内部瞬时结温升研究卢裕明（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）摘 要：绝缘栅双极晶体管（IGBT）的结温升是考察电源的重要参数，其指标直接影响系统的可靠性。
做全桥串联谐振比较可靠
做全桥串联谐振比较可靠.主振芯片用SG3525,锁相环用4046.用一个电流互感器串联在输出端,检测电流相位和电流峰值.锁相环的电压信号直接取至3525的输出,电流信号取至互感器,保护用可控硅来切断控制信号就可以了.驱动可用脉冲变压器,注意管子的开关参数是要做到慢通快断.OK,搞定.下面来计算一下电路基本参数.以220V,3000W计算.整流桥功耗不计算,和用IGBT的一样.3000W满载输出时,直流母线电压约为255V,以滤波电容470微法*2计算.那么直流平均电流为11.76A.IRFP460LC导通电阻0.24欧,静态功耗为(11.76/0.9)2*0.24＝41W,由于工作于接近全谐振状态,开关损耗忽略不计,工程估算时乘以系数1.1,也就是46W左右.确实要比IGBT略大,但是它可以稳定工作于100度的高温下,所以最终散热器的尺寸还是和IGBT持平.稳定性就没得比了,是我做的话,可以保证万分之三的年故障率.商用电磁炒锅最早的在饭店内使用已有八年了，较大批量的也有4年多了。
一般8KW的已可以了。
如华西村美食中心，7台电磁炒灶，没有其它灶。
最多的一餐有50多桌酒席。
如果婚宴桌数多，出菜量大的话可以选12KW到15KW的炒灶，但是厨师要注意及时调节功率，否则量少或大功率下干锅时间长，过大的功率易造成铁锅变形而影响操作。
无锅不关激励，380V电源电流几乎为零，仅有风机及控制电源、振荡回路的一点无功电流用电，整机大约只有130W的消耗。
空锅后突然放置不好的锅也不会损坏管子。
是你在电路设计时没有加入错锅保护和各种状态下的慢起动。
需要经常抛锅的使用场合,根据市场上的信息,还是做8KW,12KW,15KW为主.各功率元器件余量必须留的充足,保护及检测速度必须要快.一些厂家为省成本，往往器件满额使用，结果出现炸管子。
如220V3KW用30A 的管子做半桥，平个周期内的平均电流已近30A，出现百分之几的炸管概率是不足为奇的了。
串联谐振单相全桥逆变器常用的控制方法
详解串联谐振单相全桥逆变器常用的控制方法华天电力专业生产串联谐振设备，下面为大家介绍串联谐振单相全桥逆变器常用的控制方法。
引言随着可自关断电力电子器件的发展，串联谐振逆变电路获得越来越多的应用，各种适合于串联谐振逆变电路的控制方法不断出现，本文对常用的调幅控制、脉冲频率调制、脉冲密度调制以及谐振脉冲宽度调制等控制方法进行了讨论和比较，特别对脉宽加频率调制的控制方法进行了较详细的分析。
串联谐振逆变器基本结构串联谐振逆变器的基本原理图包括直流电压源，和由开关S1～S4组成的逆变桥及由R、L、C组成的串联谐振负载，其中开关S1～S4可选用IGBT、SIT、MOSFET、SITH等具有自关断能力的电力半导体器件，逆变器为单相全桥电路，其控制方法是同一桥臂的两个开关管的驱动信号是互补的，斜对角的两个开关是同时开通与关断的。
串联谐振逆变器的控制方法1、调幅控制（PAM）方法调幅控制方法是通过调节直流电压源输出（逆变器输入）电压Ud（可以用移相调压电路，也可以用斩波调压电路加电感和电容组成的滤波电路，来实现调节输出功率的目的，即逆变器的输出功率通过输入电压调节，由锁相环（PLL）完成电流和电压之间的相位控制，以保证较大的功率因数输出。
这种方法的优点是控制简单易行，缺点是电路结构复杂，体积较大。
2、脉冲频率调制（PFM）方法脉冲频率调制方法是通过改变逆变器的工作频率，从而改变负载输出阻抗以达到调节输出功率的目的。
图2PDM控制原理图图3谐振脉冲宽度调制图3、图4及图5中为避免桥臂直通，S1、S4及S2、S3管应遵循先关断后开通的原则，S1、S4及S2、S3门极触发脉冲应有死区时间，因本文重点讨论控制方法，故图中没有画出。
从串联谐振负载的阻抗特性可知，串联谐振负载的阻抗随着逆变器的工作频率（f）的变化而变化，对于一个恒定的输出电压，当工作频率与负载谐振频率偏差越大时，输出阻抗就越高，因此输出功率就越小，反之亦然，脉冲频率调制方法的主要缺点是工作频率在功率调节过程中不断变化，导致集肤深度也随之而改变，在某些应用场合如表面淬火等，集肤深度的变化对热处理效果会产生较大的影响，这在要求严格的应用场合中是不允许的，但是由于脉冲频率调制方法实现起来非常简单，故在以下情况中可以考虑使用它：1）如果负载对工作频率范围没有严格限制，这时频率必须跟踪，但相位差可以存在而不处于谐振工作状态，2）如果负载的Q值较高，或者功率调节范围不是很大，则较小的频率偏差就可以达到调功的要求。
igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用
igbt逆变器工作原理_igbt在逆变器中的作用IGBT（绝缘栅双极型晶体管），是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
目前国内缺乏高质量IGBT模块，几乎全部靠进口。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）是高压开关家族中最为年轻的一位。
由一个15V高阻抗电压源即可便利的控制电流流通器件从而可达到用较低的控制功率来控制高电流。
IGBT的工作原理和作用通俗易懂版：IGBT就是一个开关，非通即断，如何控制他的通还是断，就是靠的是栅源极的电压，当栅源极加+12V（大于6V，一般取12V到15V）时IGBT 导通，栅源极不加电压或者是加负压时，IGBT关断，加负压就是为了可靠关断。
IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。
IGBT有三个端子，分别是G，D，S，在G和S两端加上电压后，内部的电子发生转移（半导体材料的特点，这也是为什么用半导体材料做电力电子开关的原因），本来是正离子和负离子一一对应，半导体材料呈中性，但是加上电压后，电子在电压的作用下，累积到一边，形成了一层导电沟道，因为电子是可以导电的，变成了导体。
如果撤掉加在GS两端的电压，这层导电的沟道就消失了，就不可以导电了，变成了绝缘体。
IGBT的工作原理和作用电路分析版：IGBT的等效电路如图1所示。
由图1可知，若在IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
IGBT中频电源原理
IGBT 中频电源的原理工频加热技术与其它各种物理加热技术相比，确实具有较高的效率，但存在一些明显的不足。
在现代工业的金属熔炼、热处理、焊接等过程中，感应加热被广泛应用。
感应加热是根据电磁感应原理，利用工件中涡流产生的热量进行加热的，它加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热[1]。
随着电力电子技术的不断 成熟，感应加热技术得到了迅速发展。
本文设计的70KW /500HZ 中频感应加热电源采用IGBT 串联谐振式逆变电路，能够实现频率自动，电路结构简单，高效节能。
2.1 整流电路的设计中频电源采用三相全控桥式整流电路，它的输出电压调节范围大而移相控制角的变化范围小，有利于系统的自动调节，输出电压的脉动频率较高可以减轻直流滤波环节的负担[2]。
根据设计要求：额定输出功率P =70KW ，输出频率f =500HZ ，进线电压U IN =380V ，取逆变器的变换效率η=0.9。
1） 确定电压额定值U RRM考虑到其峰值、波动、雷击等因I T(AV)=0.368×I d额定电压1600V ，额定电流200A 的整流模块。
2.2 逆变电路的设计逆变电路是由全控器件IGBT 构 成的串联谐振式逆变器，两组全控器件V 1、V 4和V 2、V 3交替导通，输出所需要的交流电压。
IGBT 的主要参数有最高集射极电压（额定电压）、集射极电流等[3]。
1） 确定电压额定值U CEPIGBT 的输入端与电容相并联，起到了缓冲波动和干扰的作用，因此安全系数不必取得很大，一般取安全系数α=1.1平波后的直流电压：E d =380V ×2×α=590V关断时的峰值电压：U CESP =(590×1.15+150)×α=912V式中1.15为电压保护系数， 150为L t i d d 引起的尖峰电压。
令U CEP ≥U CESP ,并向上靠拢IGBT 等级，取U CEP =1200V 。
600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路的设计
摘要就目前来说，中频感应加热的加热速度快并且控制起来十分方便，已经在诸多行业中得到了广泛的应用。
本文对600kwIGBT串联谐振式节能中频电炉主电路系统进行了设计，主要工作如下：一．高压10kV进线开关柜的设计，高压10kV系统为小电流接地系统，设计过电压和过电流保护，设计电压、电流和电能计量。
二．设计整流电路、滤波电路以及逆变电路，说明其原理。
三．说明元件工作原理和电路设计原理及依据，说明降低谐波和节能原理。
本设计阐述了串联谐振中频感应电炉的主电路整体结构，并且给予了基本电路的理论分析，推导了主电路的计算公式，阐述了经过整流桥和谐振负载改造后优点，完成了逆变电路、整流电路以及电抗器的设计。
目前为止，串联谐振中频电炉仍具有大量的使用空间，使得该课题具有其现实意义。
关键词：感应加热；串联谐振；晶闸管；逆变；整流AbstractFor now, the rate of heating of the medium frequency induction heating, fast and control is very convenient, has been widely used in many industries. This article 600KwIGBT series resonant energy-saving intermediate frequency electric furnace main circuit system design, the main work is as follows:One. The design of high voltage 10KV line switchgear, high voltage 10KV system for small current grounding system, the design of overvoltage and overcurrent protection, design voltage, current and power measurement.Two. The design phase into the 10KV six line rectifier transformer wiring, selection of the rated voltage and the voltage drop, low pressure outlet overvoltage and overcurrent protection, indicating that reducing the harmonic principle.Thire. Description of the components working principle and circuit design principles and basis of the lower harmonics and energy conservation principle.The design described the overall structure of the main circuit, the series resonant medium frequency induction furnace and give a theoretical analysis of the basic circuit, the main circuit is derived formula on the advantages of the transformation after the bridge rectifier and the resonant load inverter circuit is completed, design of the rectifier circuit, reactor, and the line inductance. So far, the series resonant intermediate frequency electric furnace still has a lot of use of space, the subject has its practical significance.Keywords: induction heating; series resonance; thyristor, inverter;rectifier目录摘要 (I)Abstract........................................................................................................................ I I 目录 ......................................................................................................................... I II 第一章概论 .......................................................................................................... - 1 -1.1 选择课题的背景及意义 ............................................................................ - 1 -1.2 串联谐振中频电炉主电路结构的设计 .................................................... - 2 -1.3 该课题的研究目标 .................................................................................... - 3 - 第二章中频电炉的工作原理 .............................................................................. - 4 -2.1 中频电炉的内部结构 ................................................................................ - 4 -2.2 电磁感应原理 ............................................................................................ - 4 -2.3 感应加热效应 ............................................................................................ - 5 -2.3.1集肤效应 ........................................................................................... - 6 -2.3.2邻近效应 ........................................................................................... - 7 -2.3.3端部效应 ........................................................................................... - 8 -2.3.4圆环效应 ........................................................................................... - 8 -2.4 中频电炉负载 ............................................................................................ - 9 -2.4.1负载磁场 ........................................................................................... - 9 -2.4.2负载电阻 ......................................................................................... - 10 -2.4.3负载参数 ......................................................................................... - 11 - 第三章中频电源和小电流接地系统 ................................................................ - 13 -3.1 中频电源系统 .......................................................................................... - 13 -3.2 小电流接地系统 ...................................................................................... - 15 -3.2.1 10kV进线开关柜的选择 ............................................................... - 15 -3.2.2 电压、电流和电能计量 ................................................................ - 17 -3.2.3 10kV线路过电压和过电流保护 ................................................... - 18 - 第四章整流电路 ................................................................................................ - 19 -4.1 中频电源整流电路的条件 ...................................................................... - 19 -4.2 整流电路原理分析 ................................................................................ - 20 -4.3 阻感负载时的工作情况 .......................................................................... - 20 -4.4 十二脉进线消除谐波 .............................................................................. - 22 -4.4.1 串联谐振主电路 ............................................................................ - 22 -4.4.2 谐波分析 ........................................................................................ - 23 -4.5 滤波电路原理分析 .................................................................................. - 23 - 第五章逆变电路 ................................................................................................ - 25 -5.1 中频电源逆变电路的条件 ...................................................................... - 25 -5.2 逆变电路原理分析 .................................................................................. - 25 -5.2.1 串联逆变器原理分析 .................................................................... - 25 -5.2.2 逆变器与谐振负载电路原理分析 ................................................ - 27 -5.3 逆变系统控制电路 .................................................................................. - 28 -5.3.1 调功电路 ........................................................................................ - 28 -5.3.2 压控振荡器 .................................................................................... - 29 - 第六章 IGBT串联谐振式节能中频电炉及其保护 ........................................... - 30 -6.1 IGBT简介................................................................................................. - 30 -6.1.1 IGBT的概念................................................................................... - 30 -6.1.2 IGBT与晶闸管............................................................................... - 30 -6.2 串联中频电炉的节能原理 ...................................................................... - 30 -6.2.1串联谐振与并联谐振的关系 .......................................................... - 30 -6.2.2节能原理 .......................................................................................... - 31 -6.3 中频电炉的保护系统 .............................................................................. - 31 -6.3.1过电流保护 ...................................................................................... - 31 -6.3.2过电压保护 ...................................................................................... - 32 -6.3.3晶闸管保护 ...................................................................................... - 32 - 结论 .................................................................................................................... - 35 - 参考文献 ................................................................................................................ - 36 - 致谢 .................................................................................................................... - 37 - 附录1：串联谐振式中频电炉主电路图 ............................................................. - 38 -附录2：串联谐振式中频电炉设计总图 ............................................................. - 39 -第一章概论1.1 选择课题的背景及意义目前，在先进技术的指引下，我国研制出了串联谐振式的中频感应电源，并且可以提供相当可观的容量。
串联谐振逆变器电路原理
串联谐振逆变器电路原理1 什么是串联谐振逆变器串联谐振逆变器(又称全谐振逆变器)是一种特殊的间歇式单相恒电流逆变器，它组合了两个谐振回路：一个串联单相谐振回路，另一个是并联谐振回路。
它可以有效提高DC/AC转换效率，减小负载由电流变化引起的谐波。
串联谐振逆变器的基本原理是将直流技术和谐振技术有机地结合在一起，充分利用两者相互协调作用，实现直流/交流电能轮换。
2 串联谐振逆变器电路原理串联谐振逆变器一般由输入滤波电路、控制回路、DC到DC变换电路、恒频谐振电路和节能电路组成。
其中输入滤波电路是降低投入电源中各频段电噪比的电路，DC到DC变换电路可以将投入电源的直流电量变成适合于控制回路的脉冲电压，控制回路的作用是根据投入的幅值确定恒频谐振电路的谐振频率，控制IGBT的导通，以实现不同幅度的输出功率，节能电路是检测输出负载的电压下降情况，实现输出电压在额定值内稳定，有效使得设备在正常功率下的最低功耗。
3 工作原理当串联谐振逆变器工作时，投入电源中的直流电量由DC到DC变换电路变成脉冲电压，经控制回路确定谐振电路的工作频率，由此控制IGBT的导通，实现电能轮换，最后将投入电源转换成输出电压。
节能电路的作用是在负载改变时实现输出电压的变化，以满足负载的需要，从而实现恒定的电压输出和最大的能量效率。
4 优点串联谐振逆变器具有定电压、定电流、常见复杂波形输出、低逆变失真、简单操作、低副谐波失真和宽范围输出调节等优点。
由于串联谐振逆变器的输出功率可以根据负载的变化动态调整，使得更多的能量转化成纯正的交流电，节约能源效率更高，电能损耗更低。
总结而言，串联谐振逆变器由于其输出功率可以根据负载的变化动态调整，可以产生定电压、定电流以及低谐波失真的高效电能，是一种理想的DC/AC转换器。
7-IGBT模块及驱动电路的应用技巧和经验分享
给IGBT施加了栅极电压，IGBT已经开通，但是集电极没有电流流过；然后突然有 电流流过IGBT，IGBT两端会出现一个较大的电压抬升，这个电压比IGBT的饱和压 降要大很多；我们把这个现象叫做IGBT的正向恢复效应，也叫IGBT的被动开通
使用二极管做集电极检测的短路 响应时间的测量方法
如右图所示，将二极管Dm的阴极与 IGBT断开，保持悬空状态 将示波器探头接在输入信号INA、故 障信号SO和输出VGE上，以SO下降沿 做触发信号 给驱动器上电，发PWM波，则SO会 报故障下拉，波形被抓住，VGE的宽 度则是短路响应时间 电流源1
T1
在下管IGBT T2关断瞬间，T2上的电流要转移至 上管续流二极管D1 在这一瞬间，如图中红圈所示的时刻，D1发生 正向恢复过程 正向恢复时刻，二极管的阳极电位要比阴极电位 高很多，且会持续数百纳秒 根据二极管的类型和应用环境，该电压可以是几伏到几百 伏的水平
D1
+
U
T2
Vce
©2017 Power Integrations |
4.7k COM VE COM
©2017 Power Integrations |
7
IGBT短路保护原理及测量驱动器短路响应时间的方法
使用电阻串做集电极检测的短路保护原理（2）：
当驱动器发出开通指令， T1马上关断，此时定时电容Cx开始被充电，短路检测开始生效， IGBT进入导通的过程中， Vce快速下降，下图中，蓝点电位向红点充电，红点最开始处于COM的电位，被充电至饱和压降Vcesat，并达到平衡 状态 当IGBT发生短路时，IGBT会出现退饱和现象，Vce(蓝点)会迅速上升，红点因此也会被充电而上升，当其到达绿线的 门槛时，比较器翻转，故障被报出来
IGBT高压逆变器的抗干扰原理及设计
IGBT高压逆变器的抗干扰原理与设计摘要：简要描述了串联谐振式IGBT全桥逆变器的工作过程，重点分析了系统设计中的干扰与抗干扰原理，尤其针对受干扰危害性最大的IGBT触发电路，介绍了几种行之有效的抗干扰方法。
关键词：逆变器；触发；干扰；抗干扰/绝缘栅双极晶体管1、引言随着大功率半导体技术的快速发展，尤其是IGBT和P-MOS器件的出现，使得各种高频大功率DC/DC变换器和变频器得以广泛应用。
然而，由于频率和功率的增加，逆变器会对系统其它部件产生强的干扰。
比如：在开发高频X射线影像诊断系统时，由于设备中既有模拟电路又有数字电路，既有TTL电平又有CMOS电平，既有小信号电路又有大信号电路（图像信号电流小到几个微安，逆变电流峰值高达100多安培），既有强磁强电的空间辐射干扰，又有高频高压脉冲的传导干扰。
若不能有效地抑制这些干扰，会使图像受干扰而影响正常诊断，系统不能稳定工作或逆变器因瞬时短路而损坏。
因此，在系统设计中，EMI和EMC是必须认真考虑的两个问题。
2、串联谐振式高压逆变器的工作原理串联谐振式全桥高压逆变器的工作原理如图1所示。
图中，交流220V经桥式整流和滤波得到约300V的直流电压，V1~V4构成一个全桥电子开关电路，VD1~VD4是对应的并联快恢复二极管，T1~T4是相应的IGBT触发电路，CS和高压变压器的漏感LS构成谐振元件。
各点的电压电流波形见图2。
电路的工作原理可简单描述为正反两个充电过程。
在正向充电过程中，即T0~T2期间，电源经V1→CS→LS→V4向电容CS充电，形成正弦电流的正半周。
在T1时刻，电容电荷达到最大值，充电电流等于零，触发信号关断。
从T1开始，电容经VD1→CS→LS→VD4放电，形成正弦电流的负半周，在负半周结束后，因V1、V4未能再次打开，回路电流为零；从T2开始，V2、V3导通，电容CS被反向充电，工作过程与前面所述相同。
3、逆变器的抗干扰原理与方法3.1 脉冲干扰逆变器的原理受到干扰的触发信号波形如图3所示。
IGBT模块的并联和串联
外接平衡组件并联
IGBT模块的并联
半桥电路的输出端使用输出电感，通过RC电路实现du/dt滤波器
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
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IGBT模块的并联 静态并联
三个EconoDUALTM 3的AC母线并联示意图
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
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动态并联
动态并联 注意事项：
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IGBT模块的串联
IGBT模块串联时，无论模块是开通还是关断，还是处于阻 断状态，面临的主要挑战都是确保均匀分配电压。
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application
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IGBT模块的串联
改善开关特性和动态及 其静态均压的主要措施：
平衡电阻 缓冲电路 有源钳位 校正开关时间 du/dt控制
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外接平衡组件并联
IGBT模块的并联
三个桥臂互相连接，系统能够实现自平衡。扼流线圈的损耗 与电流的平衡密切相关，系统越不平衡，产生的损耗就越大
IGBT Modules– Technologies, Driver and Application 19
外接平衡组件并联
IGBT模块的并联
采用铁粉芯磁环的扼流线圈环形连接，如果电流平衡，则电场 会互相抵消；如果电流不平衡，电场就会相互叠加
IGBT串联谐振式电压型逆变器的工作原理
IGBT串联谐振式电压型逆变器的工作原理IGBT串联谐振式电压型逆变器的工作原理该电源采用半桥结构串联谐振逆变电路，主电路原理如图所示。
在大功率IGBT谐振式逆变电路中，主电路的结构对整个产品的性能十分重要，由于电路中存在引线寄生电感，IGBT开关动作时在电感上激起的浪涌尖峰电压Ldi／dt不可忽视，由于本电源采用的是半桥逆变电路，相对全桥电路来说，将产生比全桥电路更大的di／dt。
正确设计过压保护即缓冲电路，对IGBT的正常工作十分重要。
如果缓冲电路设计不当，将造成缓冲电路损耗增大，会导致电路发热严重，容易损坏元件，不利于长期工作。
为了给无功电流提供通路，ICBT必须反并联快速二极管，在电压型逆变器中，为了避免开关器件因Cd的短路电流而损坏，在开关器件换流过程中，上、下桥臂ICBT必须遵守先关断后开通原则，即应留有死区时间(T。
)。
IGBT串联谐振式电压型逆变工作过程如下：当VT2开通时，随着电流的上升，在线路杂散电感Lm的作用下，使得Uab下降到Vcc－Ldi／dt，此时前一工作周期以被充电到Vcc的缓冲电容C1，通过VT1的反并联二极管VD1、VT2和缓冲电阻R2放电。
在缓冲电路中，流过反并联二极管VD1的瞬时导通电流ID1为流过线路杂散电感电流IL和流过缓冲电容C1的电流IC之和。
即ID1＝IL＋IC，因此IL和di／dt相对于无缓冲电路要小得多。
当VT1关断时，由于线路杂散电感Lm的作用，使Uce迅速上升，并大于母线电压Vcc，这时缓冲二极管VD1正向偏置，Lm中的储能（LmI2／2）向缓冲电路转移，缓冲电路吸收了贮能，不会造成Uce的明显上升。
由于负载电路是采用品质因数为Q的LC串联谐振电路，因而加在三和C上的电压是逆变器输出基波电压的Q倍，负载电流则与逆变器的输出电流相同。
这样，串联谐振电路的自身成了电流源。
逆变器的输出电压与负载无关，其值等于由C。
保持恒定的电压。
因此，由于受已成电流源的负载的影响。
中频炉串联谐振与并联谐振的比较
中频炉串联谐振与并联谐振的比较目前行业内，从控制系统上主要存在两种结构：串联谐振，并联谐振。
以下就从几个方面分别进行阐述：1、原理并联谐振：谐振电压与原电压叠加，并联谐振：在电阻、电容、电感并联电路中，出现电路端电压和总电流同相位的现象，叫做并联谐振，其特点是：并联谐振是一种完全的补偿，电源无需提供无功功率，只提供电阻所需要的有功功率，谐振时，电路的总电流最小，而支路电流往往大于电路中的总电流，因此，并联谐振也叫电流谐振。
串联谐振：串联谐振装置就用运用串联谐振原理设计的最新型交流耐压试验设备。
一套串联谐振耐压试验设备，可兼顾电力变压器、交联电缆、开关柜、电动机、发电机、GIS和SF6开关、母线、套管、CT、PT等试品的交流耐压试验，是全能型的交流耐压设备。
串联谐振也较电压谐振。
2、使用并联谐振俗称一拖一，就是一台中频电源对一台中频炉进行供电。
此种用法是大众的使用方法，在设备使用过程中炉衬寿命存在周期，因此厂家在推荐用户购买时多备用一个炉体。
但是，并联谐振在工作时容易产生高次谐波：5，7，11，17次，对电网产生污染；另外功率因数也偏低，最好效果能达到0.88，达不到国家电网关于无用功的标准0.9.因此很多用户提出，并联谐振设备是电老虎。
而串联谐振是针对并联谐振出现的种种问题而诞生的，在任意功率下功率因数都能达到0.95，而且5，7次谐波可以消除。
但是一拖二串联谐振设备价格昂贵，技术属于摸索阶段，调试周期长。
IGBT更是如此，国产IGBT性能不好用，国外的IGBT价格昂贵。
3、与并联谐振共存的中频炉消谐无功补偿装置并联谐振的问题确实存在，但是经过我们的研究。
消谐无功补偿装置诞生了。
他主要针对：功率因数、高次谐波而产生的。
为此，电力系统和谐波源用户都有责任和必要的对谐波装置加大限制和治理，以保证电力系统和用户的安全可靠运行，提高整个电网运行的经济效益。
从一般中频电源工作原理可知，它是通过三相桥式整流装置再进行脉冲调频来进行变频的，它的正常运行必然产生较大的谐波电流，且功率因数也达不到0.90的要求。
500kW IGBT并联谐振感应加热电源主电路参数设计
500kW IGBT并联谐振感应加热电源主电路参数设计文章给出了500kW IGBT并联谐振感应加热电源的主电路结构，其整流器采用晶闸管相控整流方式，逆变器采用全控型器件IGBT，整个感应加热系统工作在弱容性准谐振状态。
文中给出了感应加热电源控制结构，对整流侧和逆变侧的元件参数进行分析与计算。
标签：并联谐振；感应加热；电源；硬件；参数1 概述目前，作为国际上较为先进的加热技术——感应加热技术，相较于传统加热方式，具有一定程度上的优势，如高加热效率、加热速度快、可控性强和便于实现自动控制等[1]，因此在国民经济和生产生活中得到了广泛的应用。
感应加热技术的核心技术点在于感应加热电源的研究，感应加热电源的性价比对感应加热系统获得应用的速度与广度起着至关重要的作用[2]，随着电力电子器件制造技术及其控制技术的逐步成熟，以电力半导体器件为主要元件的固态电源的制造成本正在迅速下降，不断提升其性能水平是这种新技术获得最大限度推广的重要条件。
本文所研究的500kW IGBT并联谐振感应加热电源中的整流器采用晶闸管相控整流方式[3]，由全控型器件IGBT组成并联谐振式逆变器，负载槽路的谐振频率要略低于主开关器件的开关频率，整个系统工作在弱容性准谐振状态[4]，本文主要分析、计算了整流侧和逆变侧的元件参数。
感应加热电源控制结构如图1所示。
2 整流侧硬件参数分析设计2.1 整流桥晶闸管的选型整流器采用三相桥式可控整流[5]，通过改变整流控制角来改变整流器输出电压。
进线的线电压为：U1=380V整流器输出电压为：Ud=1.35U1=513V整流元件所能承受的峰值电压为：660V负载电压有效值为：U0= =1.11Ud≈575V输出电流有效值为：Id= = =870A因此，晶闸管的通态平均电流为：I= = =360A选择晶闸管型号为：KP-800A/1200V2.2 滤波电容器的分析设计系统中滤波和稳定电压的功能主要由滤波电容器C来完成，其电压纹波脉动为300Hz，滤波电容器C与直流电源的等效负载Z0的乘积等于滤波电路的时间常数[6]，其值必须是纹波中基波的周期时间的6-8倍以上[7]，即电源谐振时的阻抗为：Z0= =0.663 逆变侧硬件参数分析设计3.1 IGBT的参数分析设定IGBT所承受的正向电压值就是前端整流器的输出电压Ud，实际应用中留有一定的安全裕量，一般为2到3倍的Ud[8]，所以IGBT的额定电压为：UN=2～3Ud=1026～1539V因此可选定额定电压为1500V的SKM100GB123D IGBT。
串联谐振型充电电路的原理分析
串联谐振型充电电路的原理分析
串联谐振型变换器是一种 DC- DC 变换器, 可采用单管、半桥、全桥等方式。
它具
有开关的正弦电流, 开关管随着集电极电流过零而停止导通, 大大降低了关断损耗, 特别是大功率电源应用 IGBT 模块作为开关管时, 大大简化了电路的关断问题。
串联谐振型充电电路的原理分析
串联谐振型 DC- DC 逆变电路原理图如图 1 所示。
电路由分压电容C1,C2、谐振电容C、谐振电感L2，功率开关元件S1、S2，快速反向恢复二极管D1、D2，高频隔离升压变压器T和高频全桥整流电路D组成，为电容
C3充电。
假设电容C1=C2，且比谐振电容C大得多，则电路在开关S1或S2合上时，串联谐振等效电路如图2所示：
参数 L和C的选择
参数 L 和 C 的选择是该串联谐振充电电路的关键所在。
在实际设计中, 根据整体设计的功能和性能指标( 如所要求的充电重复频率) 来选择高频功率开关元件S1、S2。
可选功率场效应晶体管 VMOS、可控硅 SCR 或绝缘栅双极性晶体管 IGBT, 这样即可确定开关管的工作频率 fS 的范围。
而对于半桥逆变, 谐振频率 f0 为开关管的通断频率
fS 的二倍。
再由充电电路所要求的功率指标, 利用公式即可以确定谐振电容 C 的值, 这样可根据公式来确定参数L。
在实际设计中应考虑到所选
开关元件的电流特性和充电电压, 根据公式合理选择 L, C 和 fS, 使整个电路工作在最佳状态, 达到所要求的充电性能指标。
串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法
2007年 4 月电工技术学报Vol.22 No.4 第22卷第4期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2007串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法金晓毅邬伟扬孙孝峰（燕山大学电气工程学院秦皇岛 066004）摘要提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构，详细介绍了其工作原理。
结合该逆变器的控制难点，采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式，并给出了谐振槽的参数确定方法。
在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW 实验样机上进行实验，实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。
同时通过周波变换器结构的变形，构成了各具特色的拓扑簇。
关键词：串联谐振高频链逆变器电流源单级逆变中图分类号：TM462Operational Principle and Control of Series-Resonant Current-Source Mode High Frequency Link Sine-Wave InverterJin Xiaoyi Wu Weiyang Sun Xiaofeng（Yanshan University Qinhuangdao 066004 China）Abstract An original series-resonant current-mode high frequency link（HFL）sine-wave inverter is presented in the paper. It is constructed of full-bridge high frequency inverter, series-resonant tank, current-source mode isolated transformer, cycloconverter and capacitor filter. A design method for the resonant tank is given in the paper. It is the critical part which influences the performance of inverter.The validity of operational principle and control scheme are confirmed by testing on the fabricated prototype which has specifications as 48V DC input, 220V/50Hz output and 1kW power capability.Furthermore, via the configuration transmutation of cycloconverter, the inverter has a family suitable for some application locations.Keywords：Series-resonant, high frequency link inverter, current-source, single-stage invert1引言高频链逆变电源以其高功率密度、高效率、小型轻量等特点在不间断电源（UPS）、新能源开发利用及车载电源等中小功率逆变场合有着广泛的应用。
中频炉原理及特点
（5）恒功率输出：可控硅中频电源采用调压调功，而节能型IGBT晶体管中频电源采用调频调功，它不受炉料多少和炉衬厚薄的影响，在整个熔炼过程中保持恒
B、功率因数高，功率因数始终大于0.98，无功损耗小，此部分比可控硅中频电源节能3%-5%。由于节能型IGBT晶体管中频电源采用了半可控整流方式，整流部分不调可控硅导通角，所以整个工作过程功率因数始终大于0.98，无功率损耗小。
C、 炉品热损失小，由于节能型IGBT晶体管中频电源比同等功率可控硅中频电源一炉可快15分钟左右，15分钟的时间内炉口损失的热量可占整个过程的3%，所以此部分比可控硅中频可节能3%左右。
中频炉电源原理及特点
（1）IGBT中频电源是一种采用串联谐振式的中频感应熔炼炉，它的逆变器件为一种新型IGBT模块（绝缘栅双极型晶体管，德国生产），它主要用于熔炼普通碳素钢、合金钢、铸钢、有色金属。它具有熔化速度快、节能、高次谐波污染低等优点。
（2）IGBT中频电源为一种恒功率输出电源，加少量料即可达到满功率输出，并且始终保持不变，所以熔化速度快；因逆变部分采用串联谐振，且逆变电压高，所有IGBT中频比普通可控硅中频节能；IGBT中频采用调频调功，整流部分采用全桥整流，电感和电容滤波，且一直工作在500V，所以IGBT中频产生高次谐波小，对电网产生污染工低。
（3）节能型IGBT晶体管中频电源比传统可控硅中频电源可节能15%-25%,节能的主要原因有以下几下方面：
A、逆变电压高，电流小，线路损耗小，此部分可节能15%左右，节能型IGBT晶体管中频电源逆变电压为2800V，而传统可控硅中频电源逆变电压仅为750V，电流主要来自整流部分调压时可控硅产生的毛刺电压，会严重污染电网，导致其他设备无法正常工作，而节能型IGBT晶体管中频电源的整流部分 采用半可控整流方式，直流电压始终工作在最高，不调导通角，所以它不会产生高次谐波，不会污染电网、变压器，开关不发热，不会干扰工厂内其他电子设备运行。
IGBT失效原因分析
IGBT失效原因分析引起IGBT失效的原因有：1）过热损坏集电极电流过大引起的瞬时过热及其它原因，如散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。
如果器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度(约250℃)，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致IGBT失效[1]。
实际运行时，一般最高允许的工作温度为130℃左右。
2)超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。
IGBT为PNPN4层结构，其等效电路如图1所示。
体内存在一个寄生晶闸管，在NPN晶体管的基极与发射极之间并有一个体区扩展电阻R s，P 型体内的横向空穴电流在Rs上会产生一定的电压降，对NPN基极来说，相当于一个正向偏置电压。
在规定的集电极电流范围内，这个正偏置电压不大，对NPN 晶体管不起任何作用。
当集电极电流增大到一定程度时，该正向电压足以使NPN晶体管开通，进而使NPN和PNP晶体管处于饱和状态。
于是，寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。
IGBT发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。
动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快，dvCE/dt很大，引起较大位移电流，流过R s，产生足以使NPN晶体管开通的正向偏置电压，造成寄生晶闸管自锁[2]。
3)瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。
这种瞬态过电流虽然持续时间较短，但如果不采取措施，将增加IGBT的负担，也可能会导致IGBT失效。
4）过电压造成集电极发射极击穿。
5）过电压造成栅极发射极击穿。
整流拉逆变式组合保护方案IGBT保护方法当过流情况出现时，IGBT必须维持在短路安全工作区（SCSOA）内。
IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。
IGBT 的关断与接通
IGBT 的关断与接通都存在一些的问题关断的问题:1.关断损耗 2.关断过电压3.关断过程中微分热阻带来的局部热击穿接通的问题:1.并联ZVS电容下接入的时机 2.共态导通问题 3.反向恢复的问题借助串联谐振回路,使得IGBT 的工作条件大为改善:1. 串联全谐振变换器曾经是上世纪60-70年代最流行的变换器,只要给出合适的死区时间,即可实现很好的软开关变换. 现代的数控技术给这一经典的变换电路增添了不少活力,在控制方面解决了很多以前难以克服的困难,工程上应用它的关键技术问题有三个:. ZCS 频率追踪控制(随负载、电源漂移而调整工作频率,让换相始终处于接近零电流下的弱感性). ZVS 死区追踪控制(因负载电流不同而调整死区,实现零电压接通,接近零电压关断). ZCS_ZVS 交替追踪控制(既实现频率追踪又实现动态死区,具有良好的开关过度与调功特性)2. 关断过压问题; 既使ZVS电容较大(103),当分布电感较大时在荷载下关断,仍然会在开关上激起高于电源几百伏的浪涌电压,震荡频率大约能达到几兆,震荡衰减很快,但强烈的震荡也给开关带来了显著的额外损耗,改善的关键措施在于降低分布电感、放置较大的浪涌电流吸收电容(105-106);荷载下关断过压 1 (ZVSC=103)荷载下关断过压 2 (ZVSC=103)3. ZVS 初步设定; 假设IGBT 下降时间为180nS ,那么荷载下的过渡时间应设为多少?比如过渡时间设定为 1 - 1.5uS ,当然关断损耗比较小,但是这样的话,在空载下不能实现软过渡,看到了严重的硬开通;空载下严重的硬开通,散热器很快就烫手了(ZVSC=104)荷载下的良好过渡(ZVSC=104)荷载下的艰难过渡1 (由于过度太快,关断损耗大ZVSC=223)荷载下的艰难过渡2 (由于过度太快,关断损耗大ZVSC=223)4. ZVS 关断损耗问题在最坏情况下,初级电流波形是锯齿波,关断完全发生在最高的峰值处,IGBT的关断损耗可能达到整个开关损耗的90%以上;如果没有ZVS 过程,那么IGBT甚至没有VMOS的输出平均功率大!然而我最近不仅学会了使用ZVS过程,而且把它继续推进到了几乎让人难以置信的程度-------我将CBB474直接并联到IGBT上进行缓冲;荷载关断过程(△V 只有30V 小浪涌电压 ZVSC=474)在相同时基下的空载关断过程 (ZVSC=474)5. ZVS 下的硬接通问题; 硬接通问题是一个较难处理的问题.在没有荷载的情况下,焊机长时间工作,察看一下散热器的温度,马上就意识到问题的严重性,有时空载下居然达到了温度开关保护的程度!虽然IGBT 硬接通要比硬关断坚强地多,但是来不及散出的热量就直接威胁到了关断过程的安全.处理这一问题的关键在于实现动态死区;空载下含有很少量硬开通的过渡 1 (ZVSC=103)空载下含有很少量硬开通的过渡 2 (ZVSC=103)空载下几乎没有硬开通的过渡 2 (ZVSC=103)空载下几乎没有硬开通的过渡 3 (ZVSC=103)较好的过渡 (ZVSC=103)含有硬接通的过渡(ZVSC=103)良好的ZVS 过渡一定是线性的(ZVSC=103)6. ZVS 动态死区超越固定死区的桎喾、超越小ZVS电容的束缚,放置ZVS电容104 ,使边沿谐振的关断与接通不再残酷!空载下的慢过渡 1 (5uS) (ZVSC=104+103)荷载下的快过渡 1 (750nS) (ZVSC=104+103)空载下的慢过渡 2 (5uS) (ZVSC=104+103)荷载下的快过渡 2 (750nS) (ZVSC=104+103)7. ZVS 动态死区超越固定死区的桎喾、超越小ZVS电容的束缚,放置ZVS电容474 ,使边沿谐振的关断与接通不再残酷!动态死区可以做到25uS 以上,感亢降压模式可以极高的开关效率连续工作;良好的空载过渡 1 (ZVSC=474)良好的空载过渡 2 (ZVSC=474)良好的空载过渡 3 (ZVSC=474)荷载载过渡1 (ZVSC=474)荷载载过渡2 (ZVSC=474)相同时基下的对比----空载过渡(ZVSC=474)ZVS电压与电流的相位关系8. 串联谐振_ZVS 模式三角波电流激励负载,谐波分量高于正玄波;选择合适的隔直电容,避免发生容性换向,输出电流靠初级感亢降压抑制,借助于重ZVS 缓冲过程和动态死区控制,可实现很高的转换效率; 缺点有:1.调频范围太宽,产生一些意想不到的问题,如进入可闻声限等;2.初级有无功电流,回路利用率不够高;3.当初级电感太小时,可能因负载抖动产生很高的di/dt ,威胁到IGBT 的安全;4.一个十分重要的问题是减小流过IGBT 无功功率的问题,显然在有限容量的开关器件中存在无功分量减小了可用功率,无功电流与无功电压都是重要的因素,但是完全失去无功分量后,就不存在“软开关”了,ZVS方式减小了开关损耗,但是却没有设法减小无功功率分量;电容部分放电后的变压器(及附加电感)电压(电容206)负载回路的电流(互感器0.1A/mV)9. 串联谐振_ZCS 模式很好的正玄波电流激励负载,谐波分量最少;让电容与电感发生少量或深度的的串联谐振,换向在荷载下趋向于ZCS-ZVS ,既使只使用简单的固定死区时间,只要给出的死区余量较大,也能极大地改善IGBT 在重功率下的换向条件;这是实现重功率的主要手段,实现良好的换相条件需要谐振电容的峰值电压等于激励电压的5-7倍,震荡频率谱系很纯,频率漂移也不快,非常适合数控,相信这是当今技术条件下实现重功率变换的唯一策略;在深度谐振下的电感电压以及换向时机(输入经过100:1电压互器)在深度谐振下的电感电压与次级输出电容电压CH1:次级输出电容电压CH2:初级电感电压(输入经过100:1电压互器)频率追踪01频率追踪02频率追踪03频率追踪04频率追踪05频率追踪06频率追踪07频率追踪08频率追踪09频率追踪10频率追踪11频率追踪1210. 串联谐振ZCS_ZVS 交替追踪控制模式ZCS 频率追踪、ZVS 辅助换相、调频调功;综合了ZVS 与ZCS 的优点,适合广泛的应环境,易于调功,折衷地考虑开关损耗与谐振损耗,非常灵活;电流波形 1电流波形 2电流波形 3电压波形 1电压波形 2电压波形 311. 设计自己的嵌入性控制系统进入实验历程在串联谐振变换实验中,我一直坚持使用18V的峰值电平来驱动IGBT的开启与关闭;我的逆变实验从2003年的下半年开始,虽然经历了无数的挫折,但是我始终相信这一驱动电平没有问题,一直到现在,我还是这个观点;最近IR 新型的IGBT栅极击穿电压界限达到了30V,看来栅极驱动电压可能还要更高一些;高的驱动电压是减小导通损耗的有效手段,导通损耗热量是非常显著的,通常一个单管都达到70W以上;当然也只有在开关损耗很小的情况下才出现,否则将忙于应付开关损耗带来的可靠性问题,而无暇顾及这导通损耗了;驱动波形 1驱动波形 2实现目标的基础问题1.实现在重功率下深度谐振,降低换向时开关应力,并实施频率追踪以充分降低串联谐振回路的复阻抗来降低无功功率;2.实现在几乎所有情况下,换向时负载回路都呈感性;3.实现在不同负载下的动态死区调节,以减少空载、小载下的接通损耗;实际上难以克服的困难:1.谐振回路的问题很多a.谐振电容器发热严重,电压也很高,经常爆浆、炸裂b.电感器的绕组因趋肤效应导致异常发热严重c.电感器使用闭磁路不能实现,开磁路又对周围元件影响严重d.电感器用铁粉芯类磁芯无法连续工作e.电感器用铁氧体类磁芯太易于饱和2.当负载抖动严重时,变压器时常工作处于饱和边界之外,发出难以忍受的尖叫声音3.当需要实现的目标功率小时就很不划算:控制本身复杂、用料成本高、体积也不能做太小选择它的理由:1.重功率变换的必经之路,静电除尘、高频点焊、功率超声等唯一可选电路结构2.可靠性高3.功率可扩展性强,功率轻松扩展到兆瓦级,理由是很容易通过多个独立谐振回路多相合成,均流误差< 5%我个人的主观倾向:1.在大、中等功率下是最易于实现高可靠性的电路结构,出于可靠性考虑奋斗路程较短2.比较易于结合数控,电路结合数控后有很多特色,如调频、离散、多相合成等3.我所开发的某几种机器别无选择地应用这一结构,我也就比较熟悉一些,有亲近感4. 我看待产品设计的侧重:性能>可靠性>可扩展性>成本。
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IGBT串联谐振
淬火、透热、熔炼资料《二》
《IGBT串联半桥逆变器吸收电路计算》
来自洛阳的感应加热逆变专家
技术顾问王世鑫
技术支持151电379话97787
半桥结构串联谐振逆变电路原理图
该电源采用半桥结构串联谐振逆变电路，主电路原理如图3所示。
在大功率IGBT 谐振式逆变电路中，主电路的结构设计十分重要，由于电路中存在引线寄生电感，IGBT开关动作时在电感上激起的浪涌尖峰电压Ldi／dt不可忽视，由于本电源采用的是半桥逆变电路，相对全桥电路来说，将产生比全桥电路更大的di／dt。
正确设计过压保护即缓冲电路，对IGBT的正常工作十分重要。
如果缓冲电路设计不当，将造成缓冲电路损耗增大，会导致电路发热严重，容易损坏元件，不利于长期工作。
过程是：当VT2开通时，随着电流的上升，在线路杂散电感Lm的作用下，使得Uab下降到Vcc－Ldi／dt，此时前一工作周期以被充电到Vcc的缓冲电容C1，通过VT1的反并联二极管VD1、VT2和缓冲电阻R2放电。
在缓冲电路中，流过反并联二极管VD1的瞬时导通电流ID1为流过线路杂散电感电流IL和流过缓冲电容C1的电流IC之和。
即ID1＝IL ＋IC，因此IL和di／dt相对于无缓冲电路要小得多。
当VT1关断时，由于线路杂散电感Lm的作用，使Uce迅速上升，并大于母线电压Vcc，这时缓冲二极管VD1正向偏置，Lm中的储能（LmI2／2）向缓冲电路转移，缓冲电路吸收了贮能，不会造成Uce的明显上升。
缓冲元件的计算与选择
式中：f—开关频率；Rtr—开关电流上升时间；IO—最大开关电流；Ucep—瞬态电压峰值。
在缓冲电路的元件选择中，电容要选择耐压较高的电容，二极管最好选择高性能的快恢复二极管，电阻要用无感电阻。