IGBT并聯使用

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IGBT并聯使用

NPT型器件的正溫度效應適合于并聯使用。正溫度效應適合并聯是因為溫度高的器件流過的電流小于溫度低的器件，這樣并聯的器件會自動趨于均分電流。
有個錯誤的觀點認為具有負溫度效應的PT型器件不能并聯使用。實際上，以下原因說明，如果小心使用，PT型器件也可以并聯。
①PT型器件的溫度效應接近于0，在大電流通過時也會是正溫度效應。
②共用散熱器的話器件會均分電流，熱的器件會導熱給旁邊的器件，并降低它們的導通壓降。
③器件之間影響溫度系數的參數一致性更好。
作為電路設計人員，選擇合適的器件和預計它在具體電路中的工作狀態(tài)的能力是設計可靠電路的基本要素。附錄提供的圖表有助于設計者從一種工作條件推算出其他的情況。需要注意的是，測試結果對電路的依賴性強，特別是集電極寄生電感、發(fā)射極寄生電感、柵極驅動電路設計和布局方面的影響。不同的測試電路會產生不同的結果。

空氣凈化器電源適配器技術參數和較大額定值
Vces-集射極額定電壓這是常溫下柵極短路到發(fā)射極時，集電極和發(fā)射極之間能承受的較大電壓。Vxs與溫度有關，高溫下的較大電壓值更大。

Vge-柵射極額定電壓Vge是柵極和發(fā)射極之間所允許的較大連續(xù)電壓值，這個額定值是為了防止柵極氧化層擊穿和限制短路電流。
通常柵極氧化層擊穿電壓遠遠大于這個限制額，柵射極電壓保持在Va之內可以保證應用系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Vgem-柵射極額定脈沖電壓Va是柵極和發(fā)射極之間可以承受的較大脈沖電壓。這個額定值也用于防止柵極氧化層擊穿。柵極擊穿可能通過柵極驅動信號引發(fā)，更易通過柵極驅動電路分布電感或柵極集電極間電容產生的米勒反饋引發(fā)。
如果測試中發(fā)現柵極上電壓有超過Vaw，就有必要降低電路的分布電感，同時（或者）增加柵極電阻，以減緩開關速度。不單主電路布局，柵極電路布局同樣可以通過減小驅動電路的面積來降低分布電感。
如果使用了齊納二極管，將它連接在柵極驅動和柵極電阻之間比直接連在柵極端更好，柵極驅動并非必須使用負電壓，不過可以使用負電壓達到較大開關速度，同時避免電壓變化導致器件導通。
集電極連續(xù)電流額定值Ic1和Ic2:Ic1是在25℃集電極可以流過的較大連續(xù)直流電流，l。是較高結溫時的較大電流。它們的值與器件外殼溫度、集電極連續(xù)直流電流和結區(qū)到外殼熱阻有關。電流較大值限定正是取決于導致結區(qū)加熱到額定結溫的內部能量損耗，并不包括開關損耗。

溫度的降額因為散熱片溫度高于環(huán)境溫度，Ic1和Ic2必須降額使用。為了幫助設計者選擇合適的器件，大多數生產商提供集電極較大電流和外殼溫度關系圖。
例如，圖給出APT公司的100A電力Mos7IGBT器件的典型降額曲線。圖中顯示器件可以承受的較大連續(xù)直流電流，這個理論值是通過結區(qū)到外殼之間的熱阻和散熱片工作溫度計算的。可以看出，在低溫情況下電流被限制到100A，與結溫沒有直接關系。雖然圖并沒有包括開關損耗，主要提供用于器件比較的理論數據，但確實為選擇器件打了基礎。無論硬開關還是軟開關，器件都要安全的流過或多或少的電流，損耗取決于如下參數：開關損耗、占空比、開關頻率、開關速度、散熱能力、熱阻和熱導。
不要以為開關電源變換器所用器件能夠安全的傳送與L或la一樣大小的電流，或圖中所示的較大電流，開關損耗造成的電流消耗必須要考慮到。

Icm集電極額定脈沖電流這個較大值指示器件能夠承受的較大脈沖電流。脈沖電流值遠大于連續(xù)直流值，這個數值的作用如下。

①維持IGBT工作在轉移特性的線性區(qū)。從圖所示的IGBT的轉移特性中可以看到在相應的柵射電壓下IGBT可以通過的較大集電極電流。注意：在給定柵射電壓下，如果工作點超過線性區(qū)轉折點（見圖），集電極電流稍有增加將導致集射電壓急劇增加，導通損耗也增加甚至有損壞器件的危險。所以，對于柵極驅動典型電壓值下的l值均設在轉折點以下。

②為了防止擊穿或擎住效應。即使理論上脈沖寬度不能使結區(qū)過熱，但是電流超過l過多會造成結區(qū)受熱導致擊穿點或擎住效應

③為了防止結區(qū)過熱?！拜^大結溫限制脈沖寬度”的標注說明c是在溫度限制下依據脈寬確定的，原因如下。
a.Icm保留一定裕量以防止?jié)撛诘膿p壞原因，而不是為了防止結溫超過較大值。
b.不論損壞的機制到底是什么，后面結果總是過熱燒壞。
Icm限制溫升的較大值，但以下原因也可以提高結區(qū)溫度。
.脈寬
.脈沖周期
.散熱
.柵射導通壓降
.脈沖形狀和幅值
即使電流保持在lc以內，也不能保證結區(qū)溫度不會超過較大值。

Ilm RBSOA， FBSOA和開關安全工作區(qū)（SSOA）這些額定值相互關聯。l1是在硬性開關中IGBT器件能夠安全開關的鉗位感性負載電流。廠商對與相應的較大值有關的電路參數詳細列出，包括外殼溫度、柵極電阻和鉗位電壓。假設柵極是從正偏壓轉向無偏壓或負偏壓的，l的額定值受限于關斷瞬態(tài)值。因此lx的額定值與反偏安全工作區(qū)（ RBSOA）相似。lx額定值是較大電流，而 RBSOA邊界是一系列較大電流對應的電壓值。
開關安全工作區(qū)（RBSOA）是整個V電壓額定值下的反偏安全工作區(qū)。正偏安全工作區(qū)（RBSOA）包括整個開通期間，比反偏安全工作值大很多，所以一般不列在GBT規(guī)格書里。從KCBT可靠性方面考慮，只要工作參數不超過以上幾個限制，就不必擔心緩沖電路、較小柵極電阻和dv/dt限制等問題。
Eas—單脈沖雪崩能量值任何具有雪崩能量額定值的器件必有E額定值，雪崩能量額定值與非鉗位感性開關（U5）額定值同義。E受溫度限制和結構缺陷限制，它表示在外殼溫度為25℃且芯片溫度小于或等于較大額定結溫時，器件所能吸收的較大反向雪崩能量。現代器件采用的單元結構減輕了結構缺陷對Es的限制。另一方面，相鄰單元結構的缺陷會導致單元在雪刪情況時發(fā)生擎住效應。因此，在全面測試前切勿故意讓GBT器件工作在雪崩區(qū)域。

Eas額定值等于1／2LI2c，“L”是峰值電流l流經的任何外部電感的值。
為了測出E額定值，要將外部感應電流突然引入待測器件集電極。此時感應電壓超過GBT的擊穿電壓，器件進入雪崩擊穿狀態(tài)，電感電流流入IGBT，盡管GBT處于深度關斷狀態(tài)。
存儲在外部電感里的能量，包括電路相關漏能或分布電感儲能，會耗費在待測器件上。如果漏感和分布電感引起的脈沖尖峰不超過擊穿電壓，器件不會出現雪崩現象也不用消耗雪崩能量。滿足雪崩能量額定值的器件已在器件額定電壓和系統(tǒng)電壓之間留有安全裕量，這包括暫態(tài)過程的情況。
Pd-總功率損耗這是GBT器件消耗的較大功率的額定值，它與較大結溫和結區(qū)到外殼間的熱阻有關，當外殼溫度是25℃時，

Tj,Tstg工作和儲藏的結溫范圍這是工作和儲藏時的結溫范圍，限制這個范圍是為了保證器件的工作壽命至少符合要求。憑以往經驗，在較大值限額之下，結溫每下降10℃，器件壽命加倍。

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| 發(fā)布時間：2019.03.30 來源：電源適配器廠家

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