[发明专利]并联IGBT动态均流方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联绝缘栅双极晶体管(IGBT)动态均流方法和装置。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(IGBT)的并联运行能够提供更大的功率，但同时由于并联IGBT各路的门槛电压U_GE、密勒电容C_GE、射极电感L_G、栅极电阻R_G、栅极引线电感L_G、栅极电容C_GE等的不同造成并联IGBT各路器件导通与关断时间不一致，从而导致动态不均流的问题。导通时间及关断时间不同的两路IGBT直接并联时，其瞬态电流波形如图1所示，当在并联IGBT的栅极上施加正驱动电压时，其中一路IGBT₁先导通，并在瞬间承担整个并联臂的电流，其上的电流I₁出现并上升至IGBT₂开始导通，即出现电流I₂时电流I₁才停止增加，随后I₁下降并缓慢的趋向稳态均流值，这样在开通过程中使得首先开通的IGBT₁遭受导开通过程中的大电流；当栅极驱动电压下降，并联IGBT关断时，若IGBT₁首先关断，其上的电流I₁减小，后关断的IGBT₂承担全部并联桥臂电流，直到IGBT₂开始关断其上的电流I₂才开始减小，这样最后关断的IGBT₂将会遭受关断过程中的大电流。由此并联IGBT的动态不均流可能会引起超过IGBT的额定电流的大电流进而直接损坏IGBT，或者造成IGBT的PN结产生的热量不平衡，恶劣时会损坏器件。因而在实际电路中解决并联IGBT的动态均流问题成为至关重要的环节。

目前，解决IGBT动态均流问题常采用栅极电阻补偿法，该方法是通过改变栅极电阻的大小来改变栅极充放电时间从而实现均流，但是采用此种方法时，必须通过反复试验，找出匹配的值，电阻阻值匹配难度大，不容易批量生产，且不能保证所采用的匹配电阻的阻值随环境而不发生变化，采用栅极电阻补偿法，实现操作复杂、成本较高，难以达到很好的均流效果。

发明内容

本发明针对现有技术解决并联IGBT动态均流的方法和装置中存在的结构复杂、参数调整难度大、均流不精确等问题，提供一种结构简单、实现方便、可靠性高的并联IGBT动态均流方法和装置。

本发明提供的一种并联IGBT动态均流方法，该方法包括：确定并联IGBT的各路IGBT之间的导通时间差和关断时间差；以及根据导通时间差和关断时间差产生用于驱动并联IGBT的多路PWM波形，该多路PWM波形使得所驱动的并联IGBT的各路IGBT的输出波形同步。

本发明还提供一种并联IGBT动态均流装置，该装置包括彼此相连的电流采集模块和控制模块，所述电流采集模块用于检测并联IGBT的各路IGBT输出的电流信号并将检测到的电流信号输出到控制模块，所述控制模块用于根据各路电流信号出现和关断的时间，确定各路IGBT之间的导通时间差和关断时间差，并根据导通时间差和关断时间差产生用于驱动并联IGBT的多路PWM波形，该多路PWM波形使得所驱动的各路并联IGBT的输出波形同步。

本发明提供的并联IGBT动态均流方法和装置，由于采用根据检测到的并联IGBT的各路IGBT的导通时间差和关断时间差来产生用于驱动并联IGBT的多路PWM波形，从而使得所驱动的并联IGBT的输出波形同步的方法，该方法相比于栅极电阻补偿法，具有实现简单、成本低、均流效果好的特点。

附图说明

图1是并联IGBT的瞬态电流波形；

图2是根据本发明的并联IGBT动态均流装置与并联IGBT的连接示意图；

图3是根据本发明的并联IGBT动态均流装置的用于上下桥臂的并联IGBT的电路连接结构图；

图4是图3中的根据本发明的并联IGBT动态均流装置的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明提供的一种并联IGBT动态均流方法，其中，该方法包括确定并联IGBT的各路IGBT之间的导通时间差和关断时间差；以及根据导通时间差和关断时间差产生用于驱动并联IGBT的多路PWM波形，该多路PWM波形使得所驱动的并联IGBT的各路IGBT的输出波形同步。