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摘要：介绍大功率IGBT的集中常见的并联方式以及各个并联方式的主要技术要领，通过对并联技术的研究发现，IGBT并联技术有着可靠性高、均流效果好等几方面的优点，因此，IGBT直接并联应用技术在市场上的应用也将越来越广泛。这其中对于IGBT技术的研究主要包括对理论进行分析、实际应用和运行考核等几个方面。
关键词：IGBT;并联方式;脉冲整流器
一、变流器中常用的几种并联方式
1.1功率模块级并联
所谓的模块级并联指的就是相同功率间的模块进行并联并且应用。模块级并联既有显著的优点，也有显著的缺点，模块级并联的优点就是它的变流器系统具有良好的鲁棒性，它更多的应用于一些高要求的特殊场合，如果在工作中某个模块出现问题，它可以保证在系统正常运行状态下时切除出现问题的模块。除此之外，它可以选配不同功率等级的产品，因此，它能更亲近于客户并且有较短的开发时间。从另一方面来讲，并联器需要有外置的均流电抗器，因为其本身的均流性不好，而且这种方式的保护同步性较差。IGBT器件、复合母排以及散热器等许多部件都是由功率模块集成的。
1.2驱动级并联
驱动级并联是指每一个IGBT器件都拥有属于它自己的驱动器，而这些驱动器还是同步运行的，这主要是通过脉冲分配电路实现的。驱动级并联的缺点就是造价高，因为每个器件都有一个驱动器，而且在出现故障时不能同步的进行保护。相比于模块级并联，驱动级并联在工作时各个电路互不影响，因此，有较好的均流效果。
1.3器件级并联
所谓器件级并联指的就是多个器件由一个驱动器进行驱动，这种并联方式普遍应用于小功率IGBT器件中，因为很难做到大功率IGBT的并联。器件级并联的方式在节约成本的同时提高了质量，因为器件级直接并联可以使得驱动信号和故障保护一致。但是器件级并联的缺点也很明显，因为器件差异等多方面因素都对这个技术的效果有影响，所以技术难度相当高。本文主要针对大功率IGBT器件级并联技术展开讨论和研究。
二、大功率IGBT并联应用的要素
2.1 IGBT直接并联应用的器件选型
在选用并联器件时，尽量选用同一批次生产的、型号相同的器件，因为器件的等效电阻会对均流效果产生很大的影响，此外，为了得到更好的均流效果对器件的电压一致性的要求也较高。在选用并联器件时还要考虑到温度对电流的影响，尽量选用正温度特性的器件。
2.2 IGBT直接并联驱动器的设计
在并联应用中对于保护和驱动信号的同步性要求较高，IGBT直接并联的工作方式对于满足同步性的需求具有很大的优势。但是也有很多弊端，例如，由于电压差异对均流效果的影响变得越来越大。因此，为了减小弊端，独立驱动电阻更广泛的应用于驱动器。
共射环流问题是直接并联方式普遍存在的问题。因此为了限制震荡，一般会对驱动器的驱动电阻进行限制，这样做还可以使驱动电阻上产生的电压对门极电压起到一个调节的作用。现在有很多驱动器采用动态控制技术、平衡磁芯技术等先进技术，但是这些技术不仅损耗大，而且电路十分复杂。而本文所研究的并联驱动器控制电路不仅电路简单，而且可靠性高。
2.3主电路设计
为了降低分布电感的同时提高电流重合度，一般采用复合低感母排技术。此技术的核心是要保证并联主电路对称，一旦并联主电路不对称就会造成严重的不均流现象。
2.4散热设计
散热方式有很多种，可以采用风冷散热，也可以采用水冷散热。如果使用的是风冷散热器，就要对风道进行良好的合计，进风口、出风口以及送风量等问题都需要考虑到其中。如果是水冷，要使散热器和器件位置摆放合理，使得器件散热均匀。需要特别注意的是，要考虑到水的温度升高对其造成的影响。
三、IGBT直接并联应用研究
3.1直接并联电路
运用脉冲控制器、电流传感器、电压传感器、电容以及直流电源和示波器等进行应用。安装4个IGBT进行两元件并联，如果要用三个元件，需要增加一个探头测量新增加支路的电流。
3.2三元件直接并聯应用
采用两元件并联的应用方式来进行三元件并联应用，用前面提到的两种并联方式作为本次应用进行对比。应用结果显示，驱动的均流性理想。
3.3四元件并联
IGBT实现四元件并联主要是通过驱动底座2AB30A17K-OA-4ED来实现的，该型号的适配板是配合着2QD30A17K-I驱动核来驱动IGBT的，它和2QD30A17K-I配合使用可以驱动全系列的IGBT，例如从600V到1200V甚至到1700V都可以用他们配合来进行驱动。除此以外，它配合2QD30A17K-I驱动核可以对双通道的IGBT进行驱动，而且适用于各种已经封装的IGBT，它不仅仅局限于此，还可以使用电接口和光纤接口，用户可以根据需要选择合适的控制接口，短路保护、欠压保护等也都是它所具备的。
该适配板可以为光纤接头提供一个电源，该电源的电压为5V，除此以外，它也为2QD30A17K-I提供了一个电源。当驱动器检测到IGBT发生短路或者栅极电压降到保护值以下时，此时IGBT会被安全的断开，同时传出故障信息。当检测到有故障时，IGBT会处于关断状态，只有驱动器复位之后才可以重新开始正常的工作。
3.4功率考核试验
功率考核应用单台容量为1.2MVA的脉冲整流器模块，交流器由电容、复合母排和水冷散热以及驱动控制部分几部分组成，通过长时间的运行得到应用的结果显示，即使通过IGBT的电流超过其额定值，交流器功率模块也能正常运行。
四、结束语
本文通过对IGBT直接并联方式进行了种种实验考核，均流效果让人满意。IGBT的直接并联技术是一种被广泛应用于实际生产生活中的一种电路结构，IGBT直接并联技术的应用具有多方面的优点，例如，它不仅有较高的频率和较大的容量范围，它还具有非常高的调节精度和效率。正因如此，它还应用于地铁、电车、大功率氧化等用直流驱动的设备中。
参考文献：
[1]李凯.高稳定性IGBT驱动器保护电路 [J].自动化与仪器仪表，2021（2）.
[2]刘峻灵，付星，孙浩巍，王天一.含变阻结构的线性光耦隔离MOSFET/IGBT告诉驱动 [J].通信电源技术，2018（1）.
[3]刘洋，何成军.LLC谐振式IGBT驱动电源的研究 [J].科学技术创新，2020（8）.
[4]刘永江，张晓，林珍君，李华，李聪炟. CRH380A动车组自主牵引变流器三电平功率模块研制 [J].机车电传动，2021（1）.
关键词：IGBT;并联方式;脉冲整流器
一、变流器中常用的几种并联方式
1.1功率模块级并联
所谓的模块级并联指的就是相同功率间的模块进行并联并且应用。模块级并联既有显著的优点，也有显著的缺点，模块级并联的优点就是它的变流器系统具有良好的鲁棒性，它更多的应用于一些高要求的特殊场合，如果在工作中某个模块出现问题，它可以保证在系统正常运行状态下时切除出现问题的模块。除此之外，它可以选配不同功率等级的产品，因此，它能更亲近于客户并且有较短的开发时间。从另一方面来讲，并联器需要有外置的均流电抗器，因为其本身的均流性不好，而且这种方式的保护同步性较差。IGBT器件、复合母排以及散热器等许多部件都是由功率模块集成的。
1.2驱动级并联
驱动级并联是指每一个IGBT器件都拥有属于它自己的驱动器，而这些驱动器还是同步运行的，这主要是通过脉冲分配电路实现的。驱动级并联的缺点就是造价高，因为每个器件都有一个驱动器，而且在出现故障时不能同步的进行保护。相比于模块级并联，驱动级并联在工作时各个电路互不影响，因此，有较好的均流效果。
1.3器件级并联
所谓器件级并联指的就是多个器件由一个驱动器进行驱动，这种并联方式普遍应用于小功率IGBT器件中，因为很难做到大功率IGBT的并联。器件级并联的方式在节约成本的同时提高了质量，因为器件级直接并联可以使得驱动信号和故障保护一致。但是器件级并联的缺点也很明显，因为器件差异等多方面因素都对这个技术的效果有影响，所以技术难度相当高。本文主要针对大功率IGBT器件级并联技术展开讨论和研究。
二、大功率IGBT并联应用的要素
2.1 IGBT直接并联应用的器件选型
在选用并联器件时，尽量选用同一批次生产的、型号相同的器件，因为器件的等效电阻会对均流效果产生很大的影响，此外，为了得到更好的均流效果对器件的电压一致性的要求也较高。在选用并联器件时还要考虑到温度对电流的影响，尽量选用正温度特性的器件。
2.2 IGBT直接并联驱动器的设计
在并联应用中对于保护和驱动信号的同步性要求较高，IGBT直接并联的工作方式对于满足同步性的需求具有很大的优势。但是也有很多弊端，例如，由于电压差异对均流效果的影响变得越来越大。因此，为了减小弊端，独立驱动电阻更广泛的应用于驱动器。
共射环流问题是直接并联方式普遍存在的问题。因此为了限制震荡，一般会对驱动器的驱动电阻进行限制，这样做还可以使驱动电阻上产生的电压对门极电压起到一个调节的作用。现在有很多驱动器采用动态控制技术、平衡磁芯技术等先进技术，但是这些技术不仅损耗大，而且电路十分复杂。而本文所研究的并联驱动器控制电路不仅电路简单，而且可靠性高。
2.3主电路设计
为了降低分布电感的同时提高电流重合度，一般采用复合低感母排技术。此技术的核心是要保证并联主电路对称，一旦并联主电路不对称就会造成严重的不均流现象。
2.4散热设计
散热方式有很多种，可以采用风冷散热，也可以采用水冷散热。如果使用的是风冷散热器，就要对风道进行良好的合计，进风口、出风口以及送风量等问题都需要考虑到其中。如果是水冷，要使散热器和器件位置摆放合理，使得器件散热均匀。需要特别注意的是，要考虑到水的温度升高对其造成的影响。
三、IGBT直接并联应用研究
3.1直接并联电路
运用脉冲控制器、电流传感器、电压传感器、电容以及直流电源和示波器等进行应用。安装4个IGBT进行两元件并联，如果要用三个元件，需要增加一个探头测量新增加支路的电流。
3.2三元件直接并聯应用
采用两元件并联的应用方式来进行三元件并联应用，用前面提到的两种并联方式作为本次应用进行对比。应用结果显示，驱动的均流性理想。
3.3四元件并联
IGBT实现四元件并联主要是通过驱动底座2AB30A17K-OA-4ED来实现的，该型号的适配板是配合着2QD30A17K-I驱动核来驱动IGBT的，它和2QD30A17K-I配合使用可以驱动全系列的IGBT，例如从600V到1200V甚至到1700V都可以用他们配合来进行驱动。除此以外，它配合2QD30A17K-I驱动核可以对双通道的IGBT进行驱动，而且适用于各种已经封装的IGBT，它不仅仅局限于此，还可以使用电接口和光纤接口，用户可以根据需要选择合适的控制接口，短路保护、欠压保护等也都是它所具备的。
该适配板可以为光纤接头提供一个电源，该电源的电压为5V，除此以外，它也为2QD30A17K-I提供了一个电源。当驱动器检测到IGBT发生短路或者栅极电压降到保护值以下时，此时IGBT会被安全的断开，同时传出故障信息。当检测到有故障时，IGBT会处于关断状态，只有驱动器复位之后才可以重新开始正常的工作。
3.4功率考核试验
功率考核应用单台容量为1.2MVA的脉冲整流器模块，交流器由电容、复合母排和水冷散热以及驱动控制部分几部分组成，通过长时间的运行得到应用的结果显示，即使通过IGBT的电流超过其额定值，交流器功率模块也能正常运行。
四、结束语
本文通过对IGBT直接并联方式进行了种种实验考核，均流效果让人满意。IGBT的直接并联技术是一种被广泛应用于实际生产生活中的一种电路结构，IGBT直接并联技术的应用具有多方面的优点，例如，它不仅有较高的频率和较大的容量范围，它还具有非常高的调节精度和效率。正因如此，它还应用于地铁、电车、大功率氧化等用直流驱动的设备中。
参考文献：
[1]李凯.高稳定性IGBT驱动器保护电路 [J].自动化与仪器仪表，2021（2）.
[2]刘峻灵，付星，孙浩巍，王天一.含变阻结构的线性光耦隔离MOSFET/IGBT告诉驱动 [J].通信电源技术，2018（1）.
[3]刘洋，何成军.LLC谐振式IGBT驱动电源的研究 [J].科学技术创新，2020（8）.
[4]刘永江，张晓，林珍君，李华，李聪炟. CRH380A动车组自主牵引变流器三电平功率模块研制 [J].机车电传动，2021（1）.