要做高功率设计，需要选择合适的IGBT，并在此基础上合理设计和应用IGBT。本文从介绍IGBT选型的四大基本要求及三大设计理念入手，再辅以IGBT在风能中的应用案例，旨在帮助工程师正确选择合适的IGBT，并合理设计和应用IGBT，从而实现高功率密度的设计。
1 IGBT选型的四个基本要求
做高功率设计时，IGBT的选型要考虑到四个基本要求，一个就是明确知道IGBT的安全工作区，只要在安全工作区之内，怎么应用IGBT都可以;第二个是在热设计上的限制，还有结构上面、可靠性上面。
1.1 安全工作区
在安全上面，主要指的就是电的特性，除了常规的变压电流以外，还有RBSOA(反向偏置安全工作区)和短路时候的保护。这个是开通和关断时候的波形，这个是相关的开通和关断时候的定义。我们做设计的时候，结温的要求，比如长期工作必须保证温度在安全结温之内，做到这个保证的前提是需要把这个模块相关的应用参数提供出来。这样结合这个参数以后，结合选择的IGBT的芯片，还有封装和电流，来计算产品的功耗和结温，是否满足安全结温的需求。
1.2 热限制
热限制就是我们脉冲功率，时间比较短，它可能不是一个长期的工作点，可能突然增加，这个时候就涉及到另外一个指标，动态热阻，我们叫做热阻抗。这个波动量会直接影响到IGBT的可靠性，就是寿命问题。你可以看到50赫兹波动量非常 小，这个寿命才长。
1.3 封装要求
封装要求主要体现在外部封装材料上面，像我们现在这种封装形式，这个是ECONO DUAL3的例子，主要是描述材料在污染情况下，是否能够满足一些要求。在结构上面，其实也会和封装相关，因为设计的时候会布局和结构的问题，不同的设计它的差异性很大。
1.4 可靠性要求
可靠性问题，刚才说到结温波动，其中最担心就是结温波动以后，会影响到这个绑定线和硅片之间的焊接，时间久了，这两种材料本身之间的热抗系数都有差异，所以在结温波动情况下，长时间下来，如果工艺不好的话，就会出现裂痕甚至断裂，这样就会影响保护压降，进一步导致IGBT失效。第二个就是热循环，主要体现在硅片和DCB这个材料之间，他们之间的差异性。如果失效了以后，就分层了，材料与材料之间特性不一样，就变成这样情况的东西，这个失效很明显。另一个在我们一般的应用中体现不到，就是宇宙射线的问题，这个宇宙射线对IGBT器件也是很重要的影响，尤其是在高海拔，我们一般都要做防宇宙射线的防护，在IGBT安全运营里面，我们需要强调两倍的电流关断能力，这是规格数上给的BSO的曲线，建议客户不要超过时限所规定的范围之内，你就可以保证这个产品的安全。那这个虚线代表芯片的特性，时限代表端子，所以模块内部要采用叠层模块的形式，就是要缩短这一部分压降。
