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如何通過設(shè)計(jì)確保IGBT并聯(lián)均流?

2022.02.18

      由于并聯(lián)IGBT自身參數(shù)的不一致及電路布局不對稱等,必引起器件電流分配不均,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使器件失效甚至損壞主電路,因此,IGBT并聯(lián)的重點(diǎn)是考慮如何通過設(shè)計(jì)確保均流。目前現(xiàn)有的一些IGBT并聯(lián)均流措施包括:降額法、柵極電阻匹配法、發(fā)射極電阻反饋法、外加電感平衡法等。


       1、降額法


降額法,即盡量選用同一批次且具有正溫度系數(shù)的IGBT進(jìn)行并聯(lián)的同時(shí),對IGBT進(jìn)行較大的降額應(yīng)用,該方法簡單易行,但是器件功率容量浪費(fèi)嚴(yán)重,即使較大的降額應(yīng)用也難以保證有很好的可靠性,因?yàn)槠骷南嚓P(guān)參數(shù)會(huì)隨工作狀況發(fā)生變化。


       2、柵極電阻匹配法


       柵極電阻匹配法有2種形式:同一柵極電阻法和獨(dú)立柵極電阻法,該方法雖然簡單易行,但不具備通用性,匹配效果隨開關(guān)管參數(shù)變化會(huì)變差,而且di/dt射極雜散電感的不一致會(huì)導(dǎo)致發(fā)射極間產(chǎn)生較大的環(huán)流。


       3、發(fā)射極電阻反饋法


       發(fā)射極電阻反饋法即在IGBT的發(fā)射極串聯(lián)1個(gè)反饋電阻,該方法簡單易行,但其反饋程度與均流效果存在矛盾,當(dāng)驅(qū)動(dòng)回路發(fā)射極電阻取值比較小時(shí),電流不均所引起的反饋電壓較弱,無法對并聯(lián)IGBT的均流產(chǎn)生較好的改善作用。


       4、外加電感平衡法


       外加電感平衡法即在并聯(lián)IGBT的橋臂中點(diǎn)加上μH級的小電感,用以減小IGBT動(dòng)態(tài)電流的分布不均,設(shè)計(jì)簡單、工程可實(shí)現(xiàn),利用附加電感對上升和下降電流斜率的限制作用,實(shí)現(xiàn)對開通和關(guān)斷過程中的動(dòng)態(tài)電流不均進(jìn)行限制,但由于2個(gè)并聯(lián)IGBT模塊參數(shù)差異,其續(xù)流二極管在反向恢復(fù)過程中的反向恢復(fù)電流大小不一致,使得IGBT開通反向恢復(fù)階段的開通電流不均。


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