Igbt模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路，包括相互并聯(lián)設(shè)置的第一IGBT模塊和第二IGBT模塊，第一IGBT模塊的開通時間大于第二IGBT模塊的開通時間，第一IGBT模塊和第二IGBT模塊的柵極分別串聯(lián)有第一柵極電阻和第二柵極電阻，第一柵極電阻的阻值小于第二柵極電阻的阻值，第一IGBT模塊和第二IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)有第一輔助電阻和第二輔助電阻，第一輔助電阻和第二輔助電阻形成負(fù)反饋電路。本發(fā)明在并聯(lián)的IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)一個輔助電阻，形成一個負(fù)反饋電路，輔助電阻能夠降低由于回路雜散電感不對稱引起的動態(tài)電流不平衡，達(dá)到均流的目的。
【專利說明】IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IGBT模塊動態(tài)均流【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管，是由 BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；M0SFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，在較高頻率的大、中功率應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)地位。
[0003]隨著市場對大功率變流器的需求與日俱增，器件的并聯(lián)方案目前已成為一種趨勢。這主要源于并聯(lián)能夠提供更高電流、靈活布局以及較高性價比等優(yōu)勢。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中常用的并聯(lián)方式，通過對IGBT模塊的并聯(lián)組合，可獲得不同額定電流的等效模塊，且實現(xiàn)并聯(lián)的連接方式也很靈活、多樣。因此，IGBT并聯(lián)是大功率設(shè)計應(yīng)用的最佳解決方案之一。然而，并聯(lián)之間靜態(tài)與動態(tài)性能的差異會影響均流，嚴(yán)重時會使IGBT器件失效甚至損壞主電路，因此，并聯(lián)應(yīng)重點考慮如何通過設(shè)計確保均流。
[0004]目前IGBT并聯(lián)后，分別在IGBT的柵極串聯(lián)一個柵極電阻Rgl和Rg2,如圖2所示，通過改變Rgl和Rg2的大小從而控制并聯(lián)的IGBT柵極電壓Ugel和Uge2的大小。例如在圖2中，在開通慢的IGBT柵極串聯(lián)一個小的電阻Rgl，在開通快的IGBT柵極串聯(lián)一個大的電阻Rg2,那么加在開通慢的IGBT模塊的柵極電壓Ugel會增大，加在開通快IGBT模塊的柵極電壓Uge2會減小。通過調(diào)節(jié)柵極電阻Rgl和Rg2的大小，使并聯(lián)的IGBT模塊同時開通，達(dá)到均流的目的。
[0005]由于IGBT開通的快慢由器件的參數(shù)決定，柵極電阻Rgl和Rg2不容易計算，只能使用經(jīng)驗來調(diào)試。因此該方法對IGBT并聯(lián)的均流具有一定的局限性。
[0006]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下:
[0009]一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路，所述電路包括相互并聯(lián)設(shè)置的第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，所述第一 IGBT模塊的開通時間大于所述第二 IGBT模塊的開通時間，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的柵極分別串聯(lián)有第一柵極電阻和第二柵極電阻，所述第一柵極電阻的阻值小于第二柵極電阻的阻值，所述第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)有第一輔助電阻和第二輔助電阻，第一輔助電阻和第二輔助電阻形成負(fù)反饋電路。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一輔助電阻的阻值小于第二輔助電阻的阻值。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一輔助電阻與第一柵極電阻的阻值比為1:2，所述第二輔助電阻與第二柵極電阻的阻值比為1:2。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電路驅(qū)動后，第二 IGBT模塊的發(fā)射極電壓高于第
一IGBT模塊的發(fā)射極電壓，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極之間形成從第二輔助電阻向第一輔助電阻方向的電流，第一 IGBT模塊的發(fā)射極電壓降低、柵極電壓升高，減小第一 IGBT模塊的開通時間，第二 IGBT模塊的發(fā)射極電壓升高、柵極電壓降低，增大第二IGBT模塊的開通時間。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:在并聯(lián)的IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)一個輔助電阻，形成一個負(fù)反饋電路，輔助電阻能夠降低由于回路雜散電感不對稱引起的動態(tài)電流不平衡，達(dá)到均流的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT的并聯(lián)方式示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中IGBT |吳塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路的不意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明公開了一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路，包括相互并聯(lián)設(shè)置的第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，第一 IGBT模塊的開通時間大于第二 IGBT模塊的開通時間，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的柵極分別串聯(lián)有第一柵極電阻和第二柵極電阻，第一柵極電阻的阻值小于第二柵極電阻的阻值，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)有第一輔助電阻和第二輔助電阻，第一輔助電阻和第二輔助電阻形成負(fù)反饋電路。
[0019]優(yōu)選地，第一輔助電阻的阻值小于第二輔助電阻的阻值。
[0020]優(yōu)選地，第一輔助電阻與第一柵極電阻的阻值比為1: 2，第二輔助電阻與第二柵極電阻的阻值比為1:2。
[0021]優(yōu)選地，電路驅(qū)動后，第二 IGBT模塊的發(fā)射極電壓高于第一 IGBT模塊的發(fā)射極電壓，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極之間形成從第二輔助電阻向第一輔助電阻方向的電流，第一 IGBT模塊的發(fā)射極電壓降低、柵極電壓升高,減小第一 IGBT模塊的開通時間，第二 IGBT模塊的發(fā)射極電壓升高、柵極電壓降低，增大第二 IGBT模塊的開通時間。
[0022]本發(fā)明IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路在并聯(lián)的IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)一個輔助電阻，形成一個負(fù)反饋電路，輔助電阻能夠降低由于回路雜散電感不對稱引起的動態(tài)電流不平衡，達(dá)到均流的目的。[0023]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]參圖3所示，本發(fā)明一優(yōu)選實施方式中IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路的示意圖。
[0025]該電路包括相互并聯(lián)設(shè)置的第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的柵極并聯(lián)連接于G處，集電極并聯(lián)連接于C處，發(fā)射極并聯(lián)連接于E處，第一IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極和集電極之間還分別連接有一電容。
[0026]由于回路雜散電感不對稱引起的動態(tài)電流不平衡，導(dǎo)致第一 IGBT模塊和第二IGBT模塊的開通時間有所不同,如在本實施方式中,假設(shè)第一 IGBT模塊的開通時間大于第二 IGBT模塊的開通時間。
[0027]結(jié)合圖2所示，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的柵極分別串聯(lián)有第一柵極電阻Rgl和第二柵極電阻Rg2，通過改變第一柵極電阻Rgl和第二柵極電阻Rg2的大小從而控制并聯(lián)的IGBT模塊柵極電壓Ugel和Uge2的大小。如在本實施方式中，第一柵極電阻Rgl小于第二柵極電阻Rg2，那么加在開通慢的第一 IGBT模塊的柵極電壓Ugel會增大，加在開通快的第
二IGBT模塊的柵極電壓Uge2會減小。通過調(diào)節(jié)第一柵極電阻Rgl和第二柵極電阻Rg2的大小，使并聯(lián)的IGBT模塊同時開通，達(dá)到均流的目的。
[0028]由于IGBT開通的快慢由器件的參數(shù)決定，柵極電阻Rgl和Rg2不容易計算。為了解決上述問題，參圖3所示，本實施方式中在第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)有第一輔助電阻Rel和第二輔助電阻Re2，第一輔助電阻Rel和第二輔助電阻Re2形成負(fù)反饋電路。
[0029]由于雜散電感的存在，當(dāng)IGBT開通時，開通快的第二 IGBT模塊E2點會產(chǎn)生一個較大的電壓Ve2，開通慢的第一 IGBT模塊E1點會產(chǎn)生一個較小的電壓Vel，Vel和Ve2的電壓差會產(chǎn)生一個如圖箭頭方向的從第二輔助電阻Re2向第一輔助電阻Rel方向的電流i，這個電流會在第一輔助電阻Rel和第二輔助電阻Re2上產(chǎn)生一個電壓，使開通慢的第一 IGBT模塊E1點電位降低，從而使得第一 IGBT模塊的柵極電壓升高，加速開通過程；相反，開通快的第
二IGBT模塊E2點電位升高，從而使得第二 IGBT模塊柵極電壓降低，減緩開通過程，使得并聯(lián)的IGBT模塊同時開通，達(dá)到均流的目的。
[0030]優(yōu)選地，在本實施方式中第一輔助電阻Rel小于第二輔助電阻Re2,且第一輔助電阻Rel與第一柵極電阻Rgl的阻值比為1:2，第二輔助電阻Re2與第二柵極電阻Rg2的阻值比為1:2。
[0031]由以上技術(shù)方案可以見，本發(fā)明IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路在并聯(lián)的IGBT模塊的發(fā)射極分別串聯(lián)一個輔助電阻，形成一個負(fù)反饋電路，輔助電阻能夠降低由于回路雜散電感不對稱引起的動態(tài)電流不平衡，使得并聯(lián)的IGBT模塊同時開通，達(dá)到均流的目的。
[0032]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
[0033]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種IGBT模塊并聯(lián)不對稱回路的動態(tài)均流電路，所述電路包括相互并聯(lián)設(shè)置的第一IGBT模塊和第二 IGBT模塊，所述第一 IGBT模塊的開通時間大于所述第二 IGBT模塊的開通時間，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的柵極分別串聯(lián)有第一柵極電阻和第二柵極電阻，其特征在于，所述第一柵極電阻的阻值小于第二柵極電阻的阻值，所述第一 IGBT模塊和第二IGBT模塊的發(fā)射極分別 串聯(lián)有第一輔助電阻和第二輔助電阻，第一輔助電阻和第二輔助電阻形成負(fù)反饋電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)均流電路，其特征在于，所述第一輔助電阻的阻值小于第二輔助電阻的阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)均流電路，其特征在于，所述第一輔助電阻與第一柵極電阻的阻值比為1:2，所述第二輔助電阻與第二柵極電阻的阻值比為1:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)均流電路，其特征在于，所述電路驅(qū)動后，第二IGBT模塊的發(fā)射極電壓高于第一 IGBT模塊的發(fā)射極電壓，第一 IGBT模塊和第二 IGBT模塊的發(fā)射極之間形成從第二輔助電阻向第一輔助電阻方向的電流，第一 IGBT模塊的發(fā)射極電壓降低、柵極電壓升高，減小第一 IGBT模塊的開通時間，第二 IGBT模塊的發(fā)射極電壓升高、柵極電壓降低，增大第二 IGBT模塊的開通時間。
【文檔編號】H03K17/567GK103905018SQ201210570035
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日
【發(fā)明者】邢毅 申請人:西安永電電氣有限責(zé)任公司