IGBT并联使用介绍-26页

英飞凌科技（中国）应用工程师赵振波IGBT并联应用-ShanghaiDisti&SalesTraining,2008-12Page230-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.内容!影响并联均流主要因素!静态均流!动态均流!均衡措施Page330-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.IGBT并联及原因IGBT并联!芯片之间!桥臂之间!模块之间优点!高功率密度!较好性价比!较好热分布!灵活连接方式“FZ”-”FZ”“FS”-”FF”“FF”+”FF”-“FF”Page430-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.主要因素IGBT参数开关时间tdon,tdoff,tr,tf(依靠驱动器)工作结温Tvjop开启电压VGEth电流Ic(VGE,Tvjop)饱和电压VCEsat(Ic,VGE,Tvjop)动态均流静态均流因素Page530-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.主要因素系统设计驱动器输出阻抗回路寄生参数对称驱动驱动回路杂散电感等值电阻功率换流回路动态均流静态均流因素Page630-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.静态均流饱和电压VCEsat差异12等值斜率电阻RCE1RCE2Ic1Ic2注释:!第二代NPT/第三代Trench-FieldstopIGBT饱和压降Vcesat呈正态分布,较集中;!具有相同芯片技术/类型以及生产日期的模块建议被并;!如果可能,同一包装的IGBT模块被并;Page730-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.静态均流饱和电压VCEsat温度特性VCEsatvs.Ic(非贯穿型芯片）VCEsatvs.Ic（沟槽栅场终止型芯片）注释：!正温度系数特性的VCEsat将有益于并联IGBT静态均流;Page830-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.静态均流换流回路等值电阻注释:!相同母排,有不同并联点引起静态均流差异;!并联布局对称性（模块放置/直流母排/电解电容等);!为了换流回路对称性,特殊“Z”字形母排或故意开有规律孔的母排;Ic1Ic2tIcRs2Rs1Page930-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.静态均流换流回路等值电阻测试波形不同并联点同一并联点注释:静态均流可能在很大程度上会被换流回路等值电阻的差异性所影响。Page1030-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流传输特性Vce=20V注释:!不同传输特性的IGBT模块并联会影响动态均流;!不同门极开启电压VGEth;Page1130-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流传输特性差异所引起问题!不同传输特性会产生的影响:-不平衡的动态均流;-不同开关损耗,尤其关断;!米勒平台阶段,保持相同门极电压会产生的影响:-传输特性快的IGBT将引起较高电流;-较高开关损耗;Page1230-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流门极电阻建议有Re开通无Re关断建议:RE=1/3RGONRG=2/3RGONPage1330-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流驱动设计和回路影响:!方案-驱动器核+有源/无源适配板-驱动器核+连接电缆-定制驱动器!驱动器回路杂散电感!驱动器输出阻抗!驱动器传输延时注释：有时可能寄生电容和较大驱动回路杂散电感会产生较严重的震荡。Page1430-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流建议驱动方案特点:!快速驱动信号,易实现并联模块驱动对称性;!独立控制;!驱动功率源于适配板;!可以用小电流驱动器;!消除驱动连接电缆之间差异性;封装结构:一个驱动核+n✕有源适配板EconoDUAL3PrimePACKIHM/IHVPage1530-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流连接电缆注释:并联驱动IGBT连接电缆推荐尽可能相同和较小回路面结;Page1630-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流换流回路杂散电感开通关断Lc1Lc2Page1730-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.动态均流换流回路杂散电感分布（以EconoPACKTM+为例）DC+DC-UVWRRLLPage1830-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.总结静态均流!芯片饱和电压正温度系数;!同一批次/相同型号/生产日期模块;!对称性换流回路（等值电阻相同）;!均匀散热;动态均流!优化叠层对称性母排（等值杂散电感）;!并联驱动方案设计;!低寄生电感驱动回路;!门极分开电阻;!短/对称性连接电缆;Page1930-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.均衡措施驱动回路!驱动和并联IGBT之间的回路面积应该尽可能小,实现低寄生电感;!连接电缆采用双绞线或宽带状,实现对称性和短的连接方式;!PCB路径或电缆的放置和布局尽可能远离或纯直由于IGBT开关所产生电位变化的位置。如果必要的话,要采用屏蔽层。!驱动器要选用承受高dv/dt的光藕/CLT芯片;Page2030-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.Rg均衡措施分开门极电阻tocommongatedrive2/3Rg1/3RgadditionalRginemitterleadPage2130-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.均衡措施磁芯/珠tocommongatedriveCommonmodechokedoubleaperturecoreAlsopossiblePage2230-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.均衡措施输出电抗器/磁环动态均流过程取决于输出电抗;静态均流能被磁环所影响;Page2330-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.均衡措施优化并联方式（以EconoPACKTM+为例）三相全桥结构Page2430-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.均衡措施优化并联方式（以EconoPACKTM+为例）H桥结构Page2530-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.并联建议#模块选型!相同生产日期;!相同芯片技术;!相同类型;#驱动!相同连接电缆;!分开门极电阻;!驱动器+有源适配板;!足够驱动输出能力;!对称/小回路面积;#模块布局!对称功率换流回路;!优化热耦合;Page2630-Dec-08Copyright©InfineonTechnologies2006.Allrightsreserved.