如何并聯(lián)使用IGBT？電流計(jì)算公式+影響圖例！

一直以來(lái)，IGBT都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)?lái)IGBT并聯(lián)使用的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。

一、IGBT工作原理

絕緣柵雙極晶體管（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）綜合了電力晶體管（Giant Transistor—GTR）和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Power MOSFET）的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性，應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛；

N溝型的 IGBT工作是通過(guò)柵極－發(fā)射極間加閥值電壓VTH以上的（正）電壓，在柵極電極正下方的p層上形成反型層（溝道），開(kāi)始從發(fā)射極電極下的n-層注入電子。該電子為p+n-p晶體管的少數(shù)載流子，從集電極襯底p+層開(kāi)始流入空穴，進(jìn)行電導(dǎo)率調(diào)制（雙極工作），所以可以降低集電極－發(fā)射極間飽和電壓。在發(fā)射極電極側(cè)形成n+pn－寄生晶體管。若n+pn－寄生晶體管工作，又變成p+n－ pn+晶閘管。電流繼續(xù)流動(dòng)，直到輸出側(cè)停止供給電流。通過(guò)輸出信號(hào)已不能進(jìn)行控制。一般將這種狀態(tài)稱(chēng)為閉鎖狀態(tài)。

為了抑制n+pn-寄生晶體管的工作IGBT采用盡量縮小p+n-p晶體管的電流放大系數(shù)α作為解決閉鎖的措施。具體地來(lái)說(shuō)，p+n-p的電流放大系數(shù)α設(shè)計(jì)為0.5以下。 IGBT的閉鎖電流IL為額定電流（直流）的3倍以上。IGBT的驅(qū)動(dòng)原理與電力MOSFET基本相同，通斷由柵射極電壓uGE決定。

二、如何并聯(lián)使用IGBT

（1）并聯(lián)運(yùn)行靜態(tài)均流

靜態(tài)情況下，并聯(lián)工作的IGBT間的電流分配主要受伏安特性的影響。當(dāng)多個(gè)IGBT并聯(lián)時(shí)，由于制造工藝的原因，每個(gè)IGBT的伏安特性并不完全一樣。兩個(gè)IGBT并聯(lián)時(shí)伏安特性對(duì)電流分配的影響如圖所示。從圖可以看出，當(dāng)兩個(gè)伏安特性不同的IGBT并聯(lián)工作時(shí)，它們通過(guò)的電流并不相等。為保證運(yùn)行時(shí)每個(gè)模塊都不超過(guò)安全工作區(qū)，必須對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的IGBT進(jìn)行降額使用。若兩個(gè)同型號(hào)但伏安特性不同的管子并聯(lián)使用，其總的額定電流不等于單個(gè)管子額定電流的兩倍，這種電流能力下降的系數(shù)可稱(chēng)為電流降額系數(shù)。電流降額系數(shù)可表示為

式中，IT是并聯(lián)模塊能提供的總額定電流；IM是單個(gè)模塊的最大額定電流np是并聯(lián)模塊的數(shù)目。例如，兩個(gè)額定電流都為400A的IGBT模塊并聯(lián)，一個(gè)承受400A電流而另一個(gè)為320A，則可得到

另外，如果已經(jīng)知道了降額系數(shù)，則可由下式求出所提供的總的額定電流

（2）并聯(lián)運(yùn)行動(dòng)態(tài)均流

動(dòng)態(tài)情況下，并聯(lián)工作的IGBT間的電流分配主要受轉(zhuǎn)移特性、驅(qū)動(dòng)電路的影響。

1）轉(zhuǎn)移特性對(duì)動(dòng)態(tài)均流的影響：轉(zhuǎn)移特性不同的IGBT并聯(lián)時(shí)，開(kāi)關(guān)過(guò)程的動(dòng)態(tài)電流分配是不均衡的。圖給出了在相同的VGE驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)移特性不同的兩個(gè)IGBT動(dòng)態(tài)電流不均衡的例子。從圖中可以看出，轉(zhuǎn)移特性陡峭的管子在開(kāi)關(guān)時(shí)刻承受比較大的動(dòng)態(tài)電流，因而也會(huì)有比較大的開(kāi)關(guān)損耗，這種差異在關(guān)斷的時(shí)候更明顯。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率增大時(shí)，這種不平衡趨于緩和。選擇轉(zhuǎn)移特性接近的IGBT模塊進(jìn)行并聯(lián)有利于動(dòng)態(tài)均流。

2）驅(qū)動(dòng)電路對(duì)動(dòng)態(tài)均流的影響：驅(qū)動(dòng)電路對(duì)并聯(lián)均流的影響也是顯而易見(jiàn)的，如果并聯(lián)工作的IGBT驅(qū)動(dòng)電路不同步，則先驅(qū)動(dòng)的IGBT要承擔(dān)大得多的動(dòng)態(tài)電流。因此，并聯(lián)模塊的驅(qū)動(dòng)一定要做到同步，最好選用驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)器，用同一驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)模塊。

另外，驅(qū)動(dòng)電路布局要盡量做到對(duì)稱(chēng)，驅(qū)動(dòng)電路到模塊的柵極、射極引線要盡量短，使回路的等效阻抗一致；主電路中的元器件布局和引線位置應(yīng)對(duì)稱(chēng)，引線長(zhǎng)短一致，并盡量短，接線應(yīng)采用截面積較大的銅排或扁條線；各模塊應(yīng)平行放置，盡量靠近，引線盡量—致，減小回路中寄生電感的不平衡性。

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