自從IGBT和MOSFET功率模塊應(yīng)用手冊(cè)首次出版以來(lái)，功率模塊的應(yīng)用發(fā)生了巨大的變化。這種變化，源于人類(lèi)更有效利用石油，減少污染，廣泛使用再生新能源的愿望。從一般的發(fā)展更新（比如在體積，成本和轉(zhuǎn)換效率上的發(fā)展）到應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展（例如在惡劣環(huán)境條件下分散使用）對(duì)功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)提出更高的要求。為了使讀者有一個(gè)更全面的了解，本書(shū)增加了賽米控公司三十多年前在應(yīng)用手冊(cè)中對(duì)功率二極管和晶閘管（可控硅）的描述和實(shí)際的應(yīng)用。

　　本書(shū)主要針對(duì)的是半導(dǎo)體使用客戶(hù)，并把以前各種單獨(dú)的解釋進(jìn)行了歸納總結(jié)。為了讓讀者更好的理解，我們對(duì)一些基礎(chǔ)理論作了簡(jiǎn)單的闡述。如果讀者想進(jìn)一步加深理論了解，我們?cè)跁?shū)后列出的參考資料中給出了多種高等學(xué)校的教科書(shū)目錄，可供大家參考。

　　建立在德國(guó)賽米控公司專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)上，我們向您推薦這本技術(shù)先進(jìn)的應(yīng)用手冊(cè)。它站在用戶(hù)的角度上，去了解IGBT、MOSFET功率模塊以及零散或集成的二極管和晶閘管（可控硅）。詳細(xì)介紹了它們的基本數(shù)據(jù)，參數(shù)性能和實(shí)際應(yīng)用，比如冷卻，布線，控制，保護(hù)，并聯(lián)和串聯(lián)連接和使用拓?fù)浼夹g(shù)的晶體管模塊作為軟開(kāi)關(guān)的應(yīng)用。

　　硬開(kāi)關(guān) （HS， 圖1.1.2 和圖1.2.3）

　　硬性開(kāi)通的特征如下：在電流換流期間，換流電壓vk 幾乎全部落在開(kāi)關(guān)S1上，此時(shí)會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)功率損耗的峰值，換流回路的感應(yīng)電感Lk 為最小值，所以電流上升的速度是由開(kāi)通的半導(dǎo)體特性所決定的。當(dāng)開(kāi)關(guān)S2 被動(dòng)關(guān)斷后，電流的換流過(guò)程結(jié)束。換流時(shí)間同開(kāi)通時(shí)間大致相等。在硬性關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)S1在繼續(xù)導(dǎo)通電流i S1的同時(shí)，其電壓上升至vk 。這時(shí)開(kāi)關(guān)S2被動(dòng)開(kāi)通，開(kāi)始電流換流。換流回路的感應(yīng)電容CK為最小值，所以電流上升的速度是由開(kāi)通的半導(dǎo)體特性所決定的。換流時(shí)間同關(guān)斷時(shí)間大致相等，此時(shí)會(huì)在半導(dǎo)體內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)功率損耗的峰值。

　　軟開(kāi)關(guān) （ZCS， ZVS， 圖1.1.2 圖1.2.4 和圖1.2.5）

　　當(dāng)一個(gè)零電流開(kāi)關(guān)軟開(kāi)關(guān)通時(shí)（ZCS; S1 主動(dòng)開(kāi)通），當(dāng)電感LK足夠大時(shí)，開(kāi)關(guān)電壓很快下降到其導(dǎo)通電壓的數(shù)值，所以在換流期間開(kāi)關(guān)只出現(xiàn)很小，甚至幾乎沒(méi)有功率損耗。換流電感LK決定了電流上升的速度。當(dāng)開(kāi)關(guān)S2 被動(dòng)關(guān)斷時(shí)，換流過(guò)程也結(jié)束。因此換流時(shí)間t K長(zhǎng)于單個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)間。零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS）的關(guān)斷過(guò)程開(kāi)始于開(kāi)關(guān)S1的主動(dòng)關(guān)斷。開(kāi)關(guān)電流逐漸減少，并且同并聯(lián)在開(kāi)關(guān)上的感應(yīng)電容CK開(kāi)始換流，從而開(kāi)始了電壓轉(zhuǎn)換。電容的大小同換流電流一起決定了電壓上升的速度。通過(guò)降低電壓上升的速度可以減少動(dòng)態(tài)損耗。

　　諧振開(kāi)關(guān) （ZCRS， ZVRS， 圖1.1.2， 圖 1.2.6 和圖1.2.7） 如果零電流開(kāi)關(guān)在換流電流接近零時(shí)開(kāi)始導(dǎo)通，我們稱(chēng)之為諧振開(kāi)通，這時(shí)的開(kāi)關(guān)損耗比零電流軟開(kāi)關(guān)更低。但我們無(wú)法確定開(kāi)關(guān)電流為零的時(shí)間，所以整個(gè)系統(tǒng)失去了一個(gè)控制自由度。當(dāng)零電壓開(kāi)關(guān)在電壓接近零時(shí)關(guān)斷就是諧振關(guān)斷。同樣它相對(duì)零電壓軟性關(guān)斷有損耗更小的優(yōu)點(diǎn)，但也同樣失去了一個(gè)控制自由度。

　　中性開(kāi)關(guān) （NS， 圖1.1.2 和圖1.2.8） 如果開(kāi)關(guān)電壓和開(kāi)關(guān)電流在開(kāi)關(guān)的瞬間均為零，我們稱(chēng)之為中性開(kāi)關(guān)。二極管就是典型的例子。

　　功率半導(dǎo)體和主動(dòng)開(kāi)關(guān)半導(dǎo)體所需的控制電路（驅(qū)動(dòng)器）組成了電力電子開(kāi)關(guān)。鑒于其內(nèi)部的相互作用和影響，首先把它作為一個(gè)整體同外部環(huán)境結(jié)合起來(lái)來(lái)了解它的特性。圖1.2.1顯示了一個(gè)電力電子系統(tǒng)，它有一個(gè)接口連接外部電網(wǎng)（一般是高電位）和一個(gè)接口連接控制系統(tǒng)（信息處理，輔助電源）。為了保證電位隔離一般是用光耦合或電感耦合器件來(lái)連接。圖1.2.2顯示了根據(jù)電壓或電流方向不同的功率半導(dǎo)體組合線路圖。