交流铜排结构对功率模块并联均流的影响.pdf

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1、’，J删电力电子技术Vo1．47，No．52013年5月PowerElectronicsMav2013交流铜排结构对功率模块并联均流的影响杨笑宇，刘伟增，马超群，张新涛(特变电工西安电气科技有限公司，陕西西安710065)摘要：多个小电流绝缘栅双级型晶体管(IGBT)模块直接并联是大功率光伏并网逆变器设计的常用解决方案。多个IGBT模块并联使用时，模块间输出均流问题是设计难点，也是决定逆变器能否长期可靠运行的关键因素。从涡流场角度出发．分析了多个IGBT模块采用较长的交流铜排并联时．铜排空间结构影响模块并联均流的本质原因，进一步将IGBT模块并联均

2、流问题转化为电路问题，提出了功率模块并联均流的电路模型。从阻抗匹配角度出发，提出一种通过平衡交流铜排阻抗来改善均流度的方法。实验验证了此处分析和解决问题思路的正确性。关键词：绝缘栅双极型晶体管；交流铜排；均流中图分类号：TN32文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)05—0100—04InfluenceOfACCopperBarStructureonCurrentSharingofParalleledIGBTModulesYANGXiao—yu，LIUWei—zeng，MAChao—qun，ZHANGXin—tao(TBEAXi’a

3、nElectricTechnologyCorporation，Xi’伽710065，China)Abstract：SeveralparalleledIGBTmoduleswithsmallcurrentisacommonschemetodesignhighpowerphotovohaicdconnectedinverters．CurentsharingisasignificantchallengeinthedesignofparalleledIGBTmodules，whichalsodecidesthereliabilityoftheinverte

4、rs．Fromtheviewofeddycurrentfield，thispaperanalyzestheessentialreasonwhyACcopperbarstructureinfluencesthecurentsharingofparalleledIGBTmoduleswhentheACcopperbarislong．Thecurrentsharingissueisfurtheranalyzedwithcircuitdiagram，circuitmodelofparalleledIGBTmodulesisproposed．Basedont

5、heimpedancebalanceprinciple，asimplemethodtoimprovecurentsharingproblemisproposed．Theanalysisandsolutionschemeareverifiedbytheexperimentalresults．Keywords：insulatedgatebipolartransistor；alternatingcurentcopperbar；curentsharingFoundationProject：SupposedbyNational“863”Program(No．

6、2011AA05A305)1引言流的因素有：不同模块中IGBT模块特性的差异、驱动电压不同步的影响及并联之后各模块的布局随着光伏发电产业的蓬勃发展，光伏并网逆是否对称[3-5】。变器容量越来越大，然而电力电子逆变装置的核当并联的IGBT模块数量较多时，出于散热考心器件即IGBT功率模块的单只电流容量有限。虑，模块布局比较分散，此时，往往需要较长的交目前大容量逆变器常用实现方法如下：①用多流铜排才能将模块的交流输出端并联起来，当交台小容量的逆变器并联：②将多个IGBT模块直接流铜排的长度和尺寸较大时。铜排的空间结构会对并联实现单台大容量逆变器。对于方

7、法①，最大的IGBT模块的并联均流产生显著影响。即使并联的问题就是环流问题，逆变器的输出电压出现幅值、IGBT模块特性完全一致。门极驱动信号也完全相频率或相位的微小差异．会导致逆变器间产生非同．模块的输出电流也会因交流铜排的结构不合常大的环流【】．为抑制环流，需采用复杂的控制理而出现不均衡。这里在分析交流铜排空间结构算法，不利于产品应用和调试。对于方法②，由于影响模块均流原因的基础上，提出模块并联均流避免了环流问题，逆变器的控制算法变得简单，同的电路模型，可很好地指导交流铜排的结构设计。时逆变器的硬件结构也比较简单．但IGBT模块的直接并联需解决输

8、出均流问题。影响IGBT并联均2IGBT模块的并联结构对于中等功率等级的光伏并网逆变器，几个基金项目：国家“863”项目(