[发明专利]一种电力电子设备的并联IGBT驱动方法

说明书

本发明公开一种电力电子设备的并联IGBT驱动方法，包括配置并联IGBT的驱动数量，选择并联IGBT的驱动连接方式，设置IGBT门极电压和驱动电阻，确定IGBT的分级关断方式。本发明的驱动方案无需光器件隔离，保证并联IGBT器件的无延时同步驱动，抑制静态与动态不均流；单个IGBT驱动通过门极电压增强、驱动电阻设置和分级关断控制等，大大提升单个IGBT的导通与关断电流能力，降低IGBT关断过程的di/dt和过电压，保证IGBT的可靠工作。驱动简单，控制灵活，动作迅速，可根据电流目标值灵活配置IGBT并联数，单个IGBT能力利用率高，适用于不同电压等级的大电流导通或关断阀组场合。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，特别涉及一种电力电子设备的并联IGBT驱动方法。

背景技术

电力电子设备是一种基于全控性功率半导体器件进行电能转换的电气设备，它采用多个子单元模块化串并联而组成，同时受控制装置的监测和控制，是构建柔性直流换流阀、直流断路器、静止同步补偿器等大功率电力电子设备的核心元件。

基于功率器件阀组和控制装置打造的电力电子设备已经广泛应用于各电压等级的输电、配电电网，各类工矿企业，风电、光伏电站，直流输电换流站等多种场景；为了确保功率器件阀组在应用中的有效性、稳定性、可靠性、安全性，需要对其电力电子器件的驱动方法进行设计，保障其在各种工况下的运行性能。

随着电流等级的不断提高，电力电子设备需要多个功率器件阀组并联组成，对电力电子器件的驱动技术提出了很高的要求。现有的多路IGBT驱动方案普遍采用一个中控板通过光纤控制多个驱动板的架构，也有采用集成光耦隔离器件的单个驱动板的方案。由于光隔离器件参数的差异性，传输时间抖动较大，在同步性要求高的场合并不适用。此外，现有的单路IGBT驱动技术普遍适用于频繁开通与关断IGBT的工况，而对于偶尔开通或关断大电流工况时并不适用，需要对IGBT关断能力进行提升与优化。

本发明的一种电力电子设备的IGBT驱动方法正是为了解决以上问题而提出。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种电力电子设备的并联IGBT驱动技术，在大电流导通或开断应用场合下，能够安全可靠地驱动多路IGBT器件，保证电力电子设备及其内部器件的正常运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种电力电子设备的并联IGBT驱动方法，包括如下步骤：

步骤1：配置并联IGBT的并联数和驱动输出数量；

步骤2：选择并联IGBT的驱动连接方式，驱动内部直接电气连接；

步骤3：设置IGBT门极电压和驱动电阻，将正向门极电压调节至范围15V至25V，增大驱动电阻延长开关过程；

步骤4：IGBT采用分级关断方式，确定分级关断过程中的电平设置。

进一步的，所述步骤1中根据设备导通或关断的电流值，以及单个IGBT导通或关断电流最大值，确定IGBT并联数和驱动输出数量。

进一步的，所述步骤2中并联IGBT的驱动连接方式的选择具体包括采用直接栅极驱动或非直接栅极驱动方式。

进一步的，所述步骤4中在关断过程中门极电压至少引入两个不同的电平。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

(1)IGBT并联驱动方案可以根据导通或关断电流目标值，灵活配置IGBT并联数，具备多路IGBT同步驱动能力；

(2)IGBT并联驱动方案无需光耦或光纤隔离，保证并联IGBT器件的无延时同步驱动，抑制静态与动态不均流；