功率开关器件类型应根据变频电源容量及对体积、质量的要求确定，还要考虑开关频率、制造成本等多方面要求。把 MOS 技术引入功率半导体器件带来一系列应用优点，尤其是绝缘栅双极晶体管（IGBT），已在工业、消费与军用类电力电子系统中产生重要影响。

IGBT 是 MOSFET 与双极晶体管的复合器件，既有 MOSFET 易驱动的特点，又具功率晶体管电压、电流容量大的优点；其频率特性介于两者之间，可正常工作于几万赫兹频率范围，故在较高频率的大、中功率应用中占据主导地位。IGBT 是电压控制型器件，栅极—发射极间施加十几伏直流电压时仅 μA 级漏电流流过、基本不消耗功率；但栅极—发射极间存在较大寄生电容（几千至上万皮法），驱动脉冲电压上升及下降沿需提供数安培充放电电流才能满足开通与关断动态要求，故其驱动电路也必须输出一定峰值电流。

随着 IGBT 在 20 kHz 硬开关及更高频率软开关中的应用，IGBT 已在 1～10 kHz 这一以前由双极型晶体管主导、功率高达 1000 kW 的中低频领域得到应用。通常功率开关器件参数选择应考虑以下几方面。

1. 额定值（额定电压与额定电流）的选择

根据生产厂家资料（如日本三菱公司应用手册），正确选用 IGBT 有两个关键环节：①功率开关器件关断时，在任何被要求的过载条件下，集电极峰值电流必须处于开关安全工作区规定内（即小于两倍额定电流）；②IGBT 工作内部结点温度必须始终保持在 150 ℃ 以下，任何情况（含负载过载）都必须如此。

2. 安全工作区（SOA）选择

设计中很重要的一点是防止 IGBT 因过电压或过电流而损坏或不稳定。例如用于电机控制及变压器负载的变频电源或斩波器，IGBT 有规范其开通过程与通态工作点额定值的正向偏置安全工作区（FBSOA），规范其关断过程与断态工作点额定值的反向偏置安全工作区（RBSOA），以及规范其短路容量的短路安全工作区（SCSOA）。

3. 各种降额因素的考虑

因功率开关器件实际工作条件与手册测试条件不同，实际使用中指标都会下降。引起降额的最主要因素是温度，而降额最明显的指标是电流容量。半导体在较高温度下会变成导体而失去电压阻断能力，故功率开关器件工作中管芯温度（结温）不能超过允许值，该上限与管芯材料和工艺有关。手册给出的电流容量通常是在壳温 25 ℃、结温为上限时测得，实际壳温往往高得多、结温又须与上限保持一定裕量，故允许的结-壳温差要小得多，使实际允许耗散功率大打折扣。因耗散功率与流过电流密切相关，器件实际允许电流容量下降。

实际设计应计算出器件工作的电压电流峰值，据 SOA 初步选择电压电流容量，然后根据估算发热功率与最高环境温度估计壳温，再据壳温决定降额量；因降额可能需将初选器件容量放大才最终确定参数。考虑工作电压电流冲击，器件参数选择应留有充分裕量，还要考虑 IGBT 厂家生产规格。功率开关器件选择包括两部分。

（1）相当于传统硬开关技术变频电源三相逆变桥电路中的开关功率器件 S1～S6。相对传统硬开关技术逆变器，零电压过渡软开关变频电源中主功率开关器件工作最大改变是在零电压条件下开通；因硬开关变频电源也有吸收电路，主功率开关器件关断过程两者一样，稳态损耗也一样。对主功率开关器件选择参考硬开关变频电源原则。根据三菱手册，50 kVA（37 kW）变频电源电流有效值 75 A、峰值电流 106 A，考虑 1.4 倍降额因数、留够 2 倍工作裕量，故选主功率开关器件 S1～S6 额定参数为 1200 V、300 A。

（2）辅助谐振回路中的辅助功率开关器件 S_r1～S_r6。辅助开关工作时间可控制得很短、对其功率要求较小，但通过的峰值电流并不小、还高于主开关 S1～S6。对 IGBT 来说，无论峰值电流时间长短，其额定电流选择一定要保证为通过其峰值电流的 1.5～2.0 倍；但可充分利用 IGBT 安全工作区，在安全区内 IGBT 可承受至少两倍额定电流值且不会损坏。辅助开关通过最大电流 i_srm 可表示为
　　(5-4)
式中 I_x 为预置电流，I_m 为相电流最大值。

在一个主开关开关周期内，辅助开关通过的交流电流 i_sr 为
　　(5-5)
i_sr=I_x·T_sr/(2T_s)　　(5-5)
式中 T_sr 为辅助谐振回路谐振周期，T_s 为主开关器件开关周期。

经有关参数设计选择，可使辅助开关通过交流电流满足 i_sr=I_m×5%（5-6）。可得出 I_x≈180 A、I_m≈80 A，则辅助开关通过最大电流 i_srm≈260 A，故选择辅助开关 S_r1～S_r6 额定参数为 1200 V、300 A。