IGBT并联均流电路、均流方法及电机技术

本发明专利技术公开了IGBT并联均流电路、均流方法及电机，IGBT并联均流电路，包括：IGBT工作组，IGBT工作组包含至少两个并联设置的分流支路，每个分流支路均设有至少一个IGBT单管，IGBT单管的门极和发射极之间存在寄生电容，IGBT单管的门极和发射极之间连接有与寄生电容并联的工作电容。本发明专利技术降低了IGBT单管并联损坏的概率，提高并联电路的可靠性。

IGBT Parallel Current Sharing Circuit, Current Sharing Method and Motor

The invention discloses IGBT parallel current sharing circuit, current sharing method and motor, IGBT parallel current sharing circuit, including: IGBT working group, IGBT working group includes at least two shunt branches in parallel, each shunt branch has at least one IGBT single transistor, parasitic capacitance exists between gate and emitter of IGBT single transistor, and parasitic capacitance exists between gate and emitter of IGBT single transistor. Parallel working capacitor. The invention reduces the probability of damage of IGBT single transistor parallel connection and improves the reliability of parallel circuit.

【技术实现步骤摘要】
IGBT并联均流电路、均流方法及电机
本专利技术涉及IGBT电路
，尤其涉及IGBT并联均流电路、均流方法及电机。
技术介绍
现有的IGBT单管并联方案具有成本低、供应商选择多、散热结构设计多样化等优点，可通过拆装单个IGBT管改变客户需求的电流大小，更容易兼容相同电压平台的不同功率段产品。但是IGBT单管并联方案也存在很多缺陷，由于每个IGBT单管的个体参数存在差异，门极和发射极之间寄生电容的不同会影响充电时间，若不采取有效的均流方法，并联使用时具有最低阈值电压Vge的IGBT单管最先打开，先导通的IGBT单管的阈值电压被钳位到米勒平台，因此其他单管无法马上导通，此时仅有最先开通的IGBT单管承受所有电流和开关损耗，极易出现损坏，电路可靠性比较差。因此，如何设计提高可靠性的IGBT并联均流电路、均流方法及电机是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在IGBT并联电路易损坏的缺陷，本专利技术提出IGBT单管。本专利技术采用的技术方案是，设计IGBT并联均流电路，包括：IGBT工作组，IGBT工作组包含至少两个并联设置的分流支路，每个分流支路均设有至少一个IGBT单管，IGBT单管的门极和发射极之间存在寄生电容，IGBT单管的门极和发射极之间连接有与寄生电容并联的工作电容。优选的，工作电容的电容值大于与其并联的寄生电容。优选的，工作电容的电容值为与其并联的寄生电容的100倍。优选的，工作电容的位置靠近其所连接的IGBT单管的门极与发射极。优选的，工作电容的两端通过直线布置的导线连接在IGBT单管上。优选的，分流支路的数量为三个。优选的，每个分流支路设有两个串联的IGBT单管。本专利技术还提出了IGBT并联电路的均流方法，包括：通过在IGBT单管的门极和发射极之间增设工作电容，以使各分流支路的导通时间趋于一致。本专利技术还提出了电机，包括上述的IGBT并联均流电路。优选的，电机设有三相电路，三相电路中的每一相均设有IGBT并联均流电路，IGBT并联均流电路包括三组IGBT工作组，三相电路中的每一相各设有一组IGBT工作组。与现有技术相比，本专利技术通过IGBT单管的门极和发射极之间增设工作电容，以使IGBT工作组中各分流支路的导通时间趋于一致，防止单个IGBT单管导通承受较大电流而导致过流损坏，提高并联电路的安全性和可靠性。附图说明下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明，其中：图1是本专利技术中IGBT并联均流电路的连接示意图；图2是本专利技术中IGBT单管的Vge变化示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提出的IGBT并联均流电路，包括：IGBT工作组，IGBT工作组包含至少两个并联设置的分流支路，在优选实施例中，分流支路的数量为三个。每个分流支路均设有至少一个IGBT单管，IGBT单管的门极和发射极之间存在寄生电容，IGBT单管的门极和发射极之间连接有与寄生电容并联的工作电容，工作电容的电容值比与其并联的寄生电容至少一个数量级，以减小工作组中各IGBT单管门极和发射极之间寄生电容的差异，Vge上升开启时间一致，即各分流支路的导通时间趋于一致，降低单个IGBT管导通发生过流损坏的概率，提高并联电路的可靠性。以一组IGBT工作组进行举例，三个并联的IGBT单管分别为UT1管、UT2管、UT3管，三个并联的IGBT单管的寄生电容分别为Cge1、Cge2、Cge3，三个并联的IGBT单管的工作电容分别为C1、C2、C3，从IGBT的datasheet（静态电气参数表）中查找数据可得到输入电容Cies,、输出电容Coes、逆导电容Cres的值。其中，Cres=Cgc（米勒电容），Cies=Cge+Cgc。电容充电公式：t：充电时间；R：门极电阻，其中包括Rint+Rext+外加门极电阻，此处的外加门极电阻为串联在IGBT单管门极上的电阻；C：IGBT单管门极与发射极之间的寄生电容Cge；V1：最终可达到电压；V0：初始电压；Vt：t时刻电压值，此处的t时刻电压值为阈值电压。假设：R值理想的一致，驱动的正负电源为15V，-8V，阈值开启电压为7V。在没有并联工作电容C1、C2、C3时，Cge1、Cge2、Cge3的分别为0.5C、C、1.5C。将以上数值代入公式中，V1=15V，V0=-8V，Vt为t时刻到达阈值电压7V。Cge最小的UT1管先开启。根据公式得到UT1管、UT2管、UT3管的开启时间t分别为0.528RC、1.056RC、1.584RC。如图2所示，UT1开通过程中，Vge电压上升的过程中，由于米勒电容Cge的米勒效应，Vge被嵌位到米勒平台，Vge会持续一段时间不在上升，直到米勒电容充满电，Vge继续上升到驱动电压的值，米勒平台为图2中椭圆圈出来的部分，在米勒平台这段时间另外两个管子无法达到阈值电压不能开通。此时公式中的V1=7V，V0=-8V，假设t时刻UT2到达阈值电压6.5V，根据公式得UT2至少还需要Δt2=3.45RC+t3（米勒平台时间）之后才可以开启。如果UT1管在Δt2时间内未能承受住开通的所有电流，会过流过温损坏。如果Cge1，Cge2，Cge3分别并联一个大的工作电容后，Cge1，Cge2，Cge3之间的差异可以忽略不计，虽然并联的电容值越大，那么UT1管、UT2管、UT3管的导通时间无限接近，但是开通时间的越长损耗越大，会严重影响IGBT的工作效率，根据推算工作电容的电容值在寄生电容Cge的100倍左右为最佳，工作电容可采用nF陶瓷电容。较优的，IGBT单管和工作电容等安装在PCB板上，工作电容的位置靠近其所连接的IGBT单管的门极与发射极，工作电容的两端通过PCB板上直线布置的导线连接在IGBT单管上，以保证导线长度尽量短且靠近门极与发射极，防止出现寄生电感，影响均流电路的使用效果。在优选实施例中，每个分流支路设有两个串联的IGBT单管，每个IGBT单管的寄生电容均并联有工作电容，实际应用时筛选寄生电容Cge相差较小的IGBT单管作为一组并联，均流效果更好。本专利技术还提出了电机，包括上述的IGBT并联均流电路，电机设有三相电路，IGBT并联均流电路包括三组IGBT工作组，三相电路中的每一相各设有一组IGBT工作组。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT并联均流电路，包括：IGBT工作组，所述IGBT工作组包含至少两个并联设置的分流支路，每个所述分流支路均设有至少一个IGBT单管，所述IGBT单管的门极和发射极之间存在寄生电容；其特征在于，所述IGBT单管的门极和发射极之间连接有与所述寄生电容并联的工作电容。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT并联均流电路，包括：IGBT工作组，所述IGBT工作组包含至少两个并联设置的分流支路，每个所述分流支路均设有至少一个IGBT单管，所述IGBT单管的门极和发射极之间存在寄生电容；其特征在于，所述IGBT单管的门极和发射极之间连接有与所述寄生电容并联的工作电容。2.如权利要求1所述的IGBT并联均流电路，其特征在于，所述工作电容的电容值大于与其并联的寄生电容。3.如权利要求2所述的IGBT并联均流电路，其特征在于，所述工作电容的电容值为与其并联的寄生电容的100倍。4.如权利要求1所述的IGBT并联均流电路，其特征在于，所述工作电容的位置靠近其所连接的所述IGBT单管的门极与发射极。5.如权利要求4所述的IGBT并联均流电路，其特征在于，所述工作电容的两端通过直线布置的导线连接在所述IGBT单管上。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：常铖铖，漆凌君，陈东锁，
申请(专利权)人：珠海凯邦电机制造有限公司，珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44