IGBT模块缓冲电路的模型详解
尽管开关器件内部工作机理不同，但对于缓冲电路的分析而言，则只需考虑器件的外特性，IGBT 关断时模型可以等效为电压控制的电流源，开通时可以等效为电压控制的电压源。并以图1所示的斩波器的缓冲电路为例提出一般IGBT缓冲电路的模型。在分析中，均假定：所有二极管的通态电压降为0；开关器件VT的拖尾电流为0；开关器件VT的通态电压降为0。
1. 关断模型
初始状态：VT通态，VDF2反向截止。Is流经VT和Ls, Cs上的电压为0，Ls上电流Is。栅极发出关断信号，经延迟时间，VT上的电流以极快的速度下降到0，这段时间为电流下降时间Tf1。设下降时间开始时刻为零点，在下降时间里，o≤c≤Ta，则
（1）若假定VT中的电流按二次曲线下降，则
，若VT的拖尾电流为0，则t=Tf1时第一电压尖峰为
（2）CS 由电流源IS 充电， 一直充到 CS上的电压等于VS。这时，VDF2 正向导通，IS通过VDF2续流；VDS1导通，Ls上的电流流经VDS1。同时，CS和Lpl+ Lp2产生谐振，当 Lpl+Lp2中的能量全部转移到 CS中时，IGBT承受第2个电压尖峰V2为
（3） 式中，
；Lpl为主回路的杂散电感；Lp2为缓冲回路的杂散电感。
然后是VDs的反向恢复过程，同时CS放电，CS 电压最后稳定在VS。电路进入稳态。
2. 开通模型
初始状态，VT断态，VDF2通态。Is 流经VDF2，CS上电压为vs，若考虑 Ls和VDs1回路的损耗，则Ls上电流为0。栅极发出开通信号，经过延迟时间，VT上的电压以极快的速度下降到 0，这段时间为电压下降时间，记为Tf2。在电压下降时间里有：
（4） 式中，il、i2分别为Lpl和Lp2中的电流；VVT, iVT分别为VT上的电压和流径VT的电流。
一般假定Cs上的电压在这么短的时间里仍维持Vs，其后，Cs通过Rs和Ⅵ放电到 0，同时，Ls+ Lpl恒压充电直至电流为Is。这时VDF2反向恢复并截止，最后电路进入稳态：VT导通，VDF2截止；IS 流经VT和Ls，Cs上的电压为0，Ls中电流为Is。
采用支路模型无法正确理解三电平电路中的杂散电感，因为杂散电感与回路有关，且回路面积越大，杂散电感越大。用回路模型表示比用支路模型表示更确切，因此，工程上凡是需要抑制过电压或避免电磁干扰的地方，都必须紧缩布线或采用双绞线以减少杂散电感。
根据以上模型可指导设计缓冲电路，首先根据器件功率大小和电路的布局估计Lpl和Lp2，一般以1m²的面积对应lμH 来估算；然后根据具体器件的特性，由式(2)和式(3)确定CS，由式(4)确定Ls；Rs的选择要保证在VT开通时CS的电压泄放至0， 同时也要综合考虑式(4)。
