总结前述应急电源中的IGBT器件在并联的各种影响因素,可以得到IGBT器件并联的基本原则如下:
(1)选取同一批次中特性一致的NPT型IGBT器件进行并联;
(2)每个IGBT器件选用同样的驱动电路,且使用独立的栅极电阻;
(3)尽可能使驱动电路和驱动双绞线布局对称且采用尽可能短的引线;
(4)并联模块均匀布置在同一块散热器上,以获得最优化的热耦合。
结合以上原则,设计了并联性能良好的驱动电路原理,见图1,其中RGon和RGoff为驱动末级中共同的栅极前置电阻,图中的附加驱动电阻RGonx和RGoffx起着阻尼栅极-发射级或栅源回路内的寄生振荡的作用,且可以中和因不同的转移特性所引起的负面影响,RGonx和RGoffx取值应在0.5-2欧姆之间。电阻REx的作用是抑制经过辅助发射极的平衡电流。其数值大约为0.5欧姆。采用VCEsat实现过流和短路保护是最有效的保护方法,电阻Rcx用来确定VCE实际平均值,数值大约为47欧姆。
图1 优化的IGBT器件并联原理图
即使模块选择、驱动电路和线路布置都已经达到了最优化,但其静态和动态仍然不可能达到理想的均衡。因此,总的开关电流相对于额定负载电流必须有一个适度的降额。从多种不同应用的实际经验出发,推荐使用大约15%-20%的降额幅度。