大功率IGBT模块并联动态均流研究.pdf

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1、《电气自动化；)2010年第32卷第2期一变流技术一Conve~erTechniques大功率IGBT模块并联动态均流研究六ResearchonDynamicCurrnetSharingofParallelHigh—powerIGBTs西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室(成都610031)王建民闫强华董亮肖广大严仲明胡基士王豫(MOE．KeyLabofMaglevTechnologyandVehicle，SouthwestfiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)WangJian

2、minYanQianghuaDongLiangXiaoGuangdaYahZhongrningHuJishiWangYu摘要：绝缘栅双极型晶体管IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)的并联组合作为电感储能型脉冲功率系统中的主断路开关，就会在关断大电流时出现各并联模块的动态不均流现象。工程应用中，各IGBT模块门极驱动信号的不同步是导致该不均流的主要原因。文章分别就栅极电阻补偿法和脉冲变压器法对驱动信号的同步性补偿作用进行了理论研究和两个IGBT模块并联均流的实验验证，结果表明两种方法均可以达到很好的动态均流

3、效果。然后在对比分析两种方法的基础上提出了利用脉冲变压器级联可以实现多个IGBT模块并联驱动信号的补偿，通过计算机辅助设计软件PSPICE仿真验证了该方法在三个IGBT模块并联使用时的有效性。关键词：IGBT；并联；动态均流；Abstract：Thedynamiccurrentunbalancingmustberesolvedwhentheinsulatedgatebipolartransistor(IGBT)asmaincircuit—breakerofinductancestoredenergypulsepowersystems．Ine

4、ngineeringapplications，differentsignaldelaytimebetweenthecontrolcircuitsisalimportantfactorleadingtothedynamiccmTentunbalancinginIGBTsswitchingmoment．Gateresistanceandpulsetransformercanbeusedtocompensatethesignaldelaytime．Principleofthesetwomethodsandexperimentalresultswi

5、thcunen

6、sharingofparallelconnectedtwoIGBTsarede-scribed．Throughtheswitchingtests，supelSorcharacteristicsofthesetwomethodshavebeenconfirmed．Afterthat，amethodofrealizingmulti—levelIGBTsparalleldrivingsignalscompensationalsobeproposedinthispaperbyemploythecascadeofmulti—trans

7、formem．Thesoftware／：'SPICEsimulationforthreeIGBTsparallelconnecteddynamiccurentbalancingverifytheviabilityofthetechnique．Keywords：IGBTparallelconnectiondynamiccurrentsharing【中图分类号】TN335[文献标示码】A[文章编号】1000—3886(2010)020010—031引言2．1动态不均流原因分析脉冲功率技术是包括生物技术、环境保护、能源高尖端武器IGBT并联动态不

8、均流的根本原因是开关导通与关断时间的在内的众多高科技发展的基础，是各个国家竞相研究的重点和热不一致，动态不均流就会导致开通快、关断慢的器件在开关过程中点。而脉冲功率技术的发展极大地依赖于开关单元性能的提高．承受过电流，严重时会损坏器件。影响IGBT动态不均流的因素主高压大电流开关技术是脉冲功率技术的核心。特别是对电感储能要有两方面，一方面与器件本身的参数有关，如门槛电压、栅极电型的脉冲功率系统而言，断路开关的性能几乎直接决定了整个脉容、密勒电容等一I。另一方面则与驱动电路和主电路有关，如栅极冲功率系统的性能”·。随着半导体开关器件的开关速度

9、以及容量电阻、栅极弓I线电感、射极电感、驱动信号等。工程应用中，由器件的飞速发展，再加上其工作安全稳定，寿命长，易操作、无噪音等本身参数不同所导致的动态不均流可以通过在使用前的器