А тепер повернемося до розмови про паралельну роботу силових напівпровідникових приладів з метою розподілу потужної струмового навантаження між однотипними малопотужними приладами, і зясуємо, наскільки можливо реалізувати прагнення розробників до паралельного включенню декількох IGBT приладів Чи можна обійтися без токовиравнівающіе резисторів в емітерний ланцюгах, як це робиться у випадку застосування класичних біполярних транзисторів Провідні світові виробники силовий елементної бази, зокрема, такі як «International Rectifier», «Еірес» та інші, провели незалежні докладні дослідження режимів роботи паралельно-включених IGBT транзисторів і встановили, що IGBT транзистори більш схильні несиметрії струмів при паралельній роботі, ніж транзистори MOSFET Однак у випадку виконання нескладних схемотехнических і конструктивних заходів на етапі розробки перетворювачів паралельно включені IGBT набагато краще симетрувальними, ніж класичні «біполярнікі», а тому їх можна включати без токовиравнівающіе опорів в емітерний ланцюгах

Транзистори IGBT одного типу і класу (по суті – з одним найменуванням) можна зєднувати паралельно і без токовиравнівающіе резисторів, і це означає, що ми позбавляємося від непотрібних втрат потужності на їх активному опорі, підвищуємо ККД схеми Особливо важливо в цьому випадку створити для всіх паралельно-включених транзисторів однаковий температурний режим, тобто забезпечити їх рівномірний (симетричний) прогрів На рис 2142 показаний результат дослідження нагріву паралельно включених транзисторів Крива

Рис 2142 До дослідження можливості паралельної роботи IGBT

(1) відображає поведінку абсолютно узгоджених по тепловому режиму приладів (випадок ідеальний, на практиці зустрічається рідко), крива (2) – поведінка приладів, встановлених на загальний радіатор кінцевих розмірів, крива (3) – встановлених на різні радіатори Добре видно, що установка транзисторів на загальний радіатор (симетрично, в максимальній близькості один відодного) створює тепловий режим, близький до ідеального Струмова завантаження транзисторів, передбачуваних до паралельної роботи, не повинна перевищувати 80 .. 90% від номінального струму колектора одиночного приладу Іншими словами, ми повинні забезпечити деякий «струмовий запас» на несиметрію розподілу струмів при паралельній роботі

Друга умова нормальної роботи паралельно включених IGBT приладів – мінімально-можлива довжина звязків між однойменними силовими і керуючими ланцюгами Ця умова продиктована тією обставиною, що протяжні звязку мають високу паразитної індуктивністю При протіканні струму індуктивність накопичує енергію, що є причиною небезпечних викидів напруги при різкій зміні величини струмів (саме в такому режимі комутації і працюють силові схеми статичних перетворювачів) У результаті названих процесів транзистори можуть бути рассімметріровани по колекторних струмів, причому тим більше, чим вище частота комутації Звести до мінімуму вплив паразитних індуктивностей дозволить конструктивний вузол, показаний на рис 2143

І, нарешті, остання важлива рекомендація стосується до ланцюгів управління Зєднувати безпосередньо затвори паралельно включаються IGBT приладів не можна, так як в процесі комутації може виникнути «дзвін» струму в керуючої частини транзисторів, який призведе до неконтрольованої комутації Джерело «дзвону» – це паразитні еміттерние індуктивності Захищаються від «дзвону» вже

Рис 2143 Варіант паралельного включення IGBT

знайомим нам по транзисторах MOSFET способом: включенням затворних резисторів Rg і розвязкою ланцюгів «емітер силовий» і «емітер керуючий» згідно рис 2144 Про вибір затворних резисторів ми вже говорили вище Додамо тільки, що еміттерние резистори Rey звязують схему управління з приладами IGBT, повинні мати невеликий опір – близько 0,1 Ом Ці резистори підключаються безпосередньо до емітера транзисторів VT1 і VT2, бажано якомога ближче до місця їхнього входу в корпус приладів Втім, якщо забезпечена гальванічна розвязка між схемою управління і затворами IGBT транзисторів, атакож на корпусах IGBT приладів є спеціальні конструктивні висновки «емітер керуючий», резистори Re можна не встановлювати

Тепер необхідно зробити короткий огляд тієї продукції, яку можна зустріти в прайс-листах організацій, що торгують електронними компонентами для силової перетворювальної техніки, в номенклатурних каталогах і просто в магазинах електронних компо-

Рис 2144 Розводка ланцюгів управління паралельно включених транзисторів IGBT

нентов Звичайно, цей огляд не зможе вмістити все різноманіття вироблених у світі IGBT транзисторів і модулів на їх основі, але, сподіваємося, він у чомусь допоможе читачам, які збираються зайнятися розробкою перетворювальної техніки на перспективній елементній базі

Джерело: Семенов Б Ю Силова електроніка: професійні рішення – М: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 – 416 c: Ил