独立咨询与查询公司IDTechEX公司以为，到2025年还没有推出吸引人的电动汽车产品的公司将“注定被筛选出局。”其实说这话一点也不让人感到惊奇，由于今日混合动力和纯电动汽车(H/EV)商场正阅历着空前的增加和立异。
我上任的Magna Electronics公司专心于经过为牵引驱动和操控运用供给工程、集成和立异解决方案支撑这个新式的混合动力/纯电动汽车商场，其间包含规划逆变器、直流直流转换器、电动机、电池办理体系和其它要害元器材(图1)。
图1：用于混合动力/纯电动汽车商场的电动机和逆变器。
功率半导体器材和模块是每个电源逆变器的要害器材。绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块则常被用于中高功率运用，如混合动力/纯电动汽车逆变器，由于它们具有高压大电流才能。IGBT是逆变器规划中的要害器材，由于该器材的特性决议了逆变器的行为和外围电路。
经过仿真改善规划
一般来说，改动一个规划或在实验室验证电路功用是十分耗时而且价值昂扬的一件事。电路仿真为电气工程师供给了一种更高效的规划方法。
咱们能够依据相关数据手册用Saber Model Architect树立IGBT模块的静态和动态行为的模型。能够用扫描东西将曲线输入Saber，一起调整定位点以匹配曲线。要害要求是表征IGBT的动态行为，包含结点%&&&&&%、拖尾电流和续流二极管的反向恢复行为，以匹配导通/关断延时和上升下降时刻。经过调整要害参数能够使模型用于不同的电路规划，然后极大地推动产品开发进程。
建模IGBT以便彻底匹配测验结果是很难的。首要问题之一是，器材特性十分不线性。此刻Saber就很有用了，它能经过供给支撑来优化困难的模型。而承认电路中的寄生参数也很难，由于开关行为取决于器材自身和电路的寄生参数。尤其是电源电路中的杂散电感或许在关断时引起电压过冲，而栅极驱动电路中的寄生参数会影响开关速度。不过，经过屡次重复调整电路或许获得杰出匹配。
下面要点介绍了两种不同的IGBT运用，它们足以阐明准确IGBT剖析的优点。
过冲电压维护
关于任何工业产品来说，可靠性是最重要的问题之一。IGBT栅极驱动电路板中有各种维护措施，可防止IGBT受到过压、过流或过温的损坏。这种运用与IGBT模块的电压维护功用有关。当负载呈现短路时，电流会瞬时增加到几千安培。电路中的过流维护部分一旦检测到大电流会当即关断IGBT。但是，快速的电流改动率作用于电路中的寄生电感后会在晶体管中产生过冲电压(图2)。这个电压假如没有被钳位将损坏器材。
图2：比如电机驱动或逆变器等开关运用在IGBT关断时会产生过冲电压(图中的蓝线)。
维护电路经过检测Vce敞开反应电路。维护电路正确作业的要害因素之一是IGBT模块的关断延时和下降时刻，这正是准确的IGBT模型之所以重要的原因。其它重要因素是挑选维护电路中的元件，保证反应时刻满足要求。在本例中，方针是使Vce保持在550V以下。图3中的赤色是在没有维护的情况下IGBT关断时的过冲电压。蓝线和绿线显现了经过改动操控环路和栅极驱动器中的延时而产生的不同行为。运用驱动电路的Saber或Spice模型能够保证整个仿真模型的精度。
