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詳解大功率模塊可靠并聯(lián)的有效方式

創(chuàng)統(tǒng)科技經(jīng)過綜合比較發(fā)現(xiàn),功率級并聯(lián)在控制的一致性方面難以保證,且控制器冗余的意義不大。串電感并聯(lián)雖然結(jié)構(gòu)比器件級并聯(lián)復雜,但比功率級并聯(lián)簡單,且均流可靠性高,因此,串電感并聯(lián)是大功率模塊可靠并聯(lián)的有效方式。其基本做法是:(1)將IGBT功率器件并聯(lián),形成一個具有完善的檢測、控制、驅(qū)動和保護功能的變流器模塊,該模塊既可獨立工作,也可作為并聯(lián)系統(tǒng)中的一個功率單元,接受并聯(lián)系統(tǒng)主控制器控制,功率模塊并聯(lián)示意圖見圖1;(2)將功率單元直流側(cè)直接并聯(lián),輸出側(cè)通過均流電感后并聯(lián),主控制器檢測總負載電流、輸出電壓等信息,發(fā)出PWM信號,經(jīng)光纖通信將PWM信號傳送到從機中每個IGBT,主控制器和從機控制器通過高速現(xiàn)場總線進行通信,從機故障時,從機控制器封鎖主控制器傳送到從機驅(qū)動板的PWM信號,并通知主控制器,因為系統(tǒng)功率冗余,任一個從機發(fā)生一般故障,可不停機自動退出,不會影響系統(tǒng)正常運行。

                                                      a81af2139e51529994285ca42cf16819.png                                               

1 功率模塊并聯(lián)

   每個功率模塊因為擁有獨立的工作電源和IGBT驅(qū)動電路,即使主驅(qū)動信號完全同步,也會因為獨立驅(qū)動電路中驅(qū)動信號的延遲和驅(qū)動電源的不同,引起各功率模塊實際的開關(guān)動作時刻存在差異,從而引發(fā)并聯(lián)環(huán)流的產(chǎn)生。 假設功率模塊為不存在制造差異的理想器件,即功率模塊實際動作與驅(qū)動脈沖完全一致。下面分析環(huán)流形成機理,以及可行的解決方案。 


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