直流输电、SVG无功补偿、高压大功率变频器、风电、光伏、电动汽车......绝大部分的大功率变流器广泛采用IGBT，IGBT在大功率电力电子设备中的重要地位不言而喻。
本文通过实例详细讲解IGBT大功率变流器设计技术。IGBT大功率变流器设计技术涉及多项技术，本文只介绍功率单元（功率模块）的硬件设计。
首先，介绍西门子旗下罗宾康公司的产品，高压大功率变频器的功率单元，罗宾康公司原是美国的公司，后被西门子收购。高压大功率变频器是驱动高压大功率电机的调速系统，变流器由多个功率单元串联组成。
我们来看一些图片：
下图，图一，功率单元外观
上图就是罗宾康的功率单元，上部是电解电容箱，电容箱的右侧是控制板。下部是功率电路，左边是散热器，前进风，右边是功率器件。AC690V三相输入，由4个IGBT组成全桥逆变，单相输出。图中中间三根电缆是输入上下两边的电缆是输出。
图三，功率器件2
靠近熔断器的模块是IGBT，靠近散热器尾部的模块是三相整流桥。
图四，控制板
整个功率单元就一块PCB，左边是4路IGBT的驱动保护电路，中下是开关电源，右边是信号处理。我重点介绍IGBT的驱动保护电路。
图五：驱动电路照片
图六：驱动电路原理图
上面的 “图六：驱动电路原理图”是我根据实物测绘的。
下面的“图七：驱动电路原理图（罗宾康）”是罗宾康提供的技术文件中的原理图。
我所得到的罗宾康功率单元实物是比较早期的产品，所以两个原理图略有差异。
图七：驱动电路原理图（罗宾康）
图八：开关电源原理图
IGBT的驱动电路的设计有几个要点：
1、驱动电路的供电电压
从“图八：开关电源原理图”上可以看到，有4路28V输出，这是给4路IGBT驱动的供电。必须将单一的28V分为正负，“图六：驱动电路原理图”中由R51和ZD1（稳压管）进行分压。IGBT导通的最佳驱动电压是+15V，最大允许1.5V上下波动。驱动电路使用的IC为PC929，这是一个极为常用的IC，这里就不作详细介绍。PC929的驱动能力只有0.4A，肯定是不够的，必须扩容。这样，供电电压与驱动输出电压就有2V的压差，分压值应该为+17V和-11V。
2、驱动电路的短路保护
PC929的9脚是检测IGBT是否短路的，该脚是很灵敏的，极易受干扰，所以，用R83，R64，C17，D23，R49，C6（图七）组成了滤波电路。同时这些阻容（加上R63）的参数也决定了盲区时间。
3、驱动故障回报的光耦选型
驱动故障回报的光耦选型必须选用高抗共模干扰的光耦，如图七中的（PS5）TLP421，可替代型号有TLP781、PS2501。这类光耦的输入/输出的电容都很小。
再来看看我的IGBT驱动保护电路设计。
图九：使用HCPL-316J的原理图
图十：开关电源原理图（我的设计）
图十一：使用HCPL-316J的控制板
1、四路IGBT驱动电路在PCB板的中上部，由于使用的HCPL-316J的功能很全，比PC929使用的元件少，所以，占用的PCB板面积很小。
2、给四路驱动电路供电的开关电源的主电路在PCB板的中下部，变压器在两路驱动电路（同一桥臂的IGBT）的之间，从“图十：开关电源原理图（我的设计）”中可以看到，这个开关电源由24V供电，用了两个变压器(卧式EE19)，初级并联，每个变压器给两路驱动电路提供隔离供电。实际设计中，还有多个变压器的初级并联，提供了多路隔离供电。
3、“图九”中的C719、C720、R712组成防干扰滤波电路。