器件并聯(lián)中均流匹配的問題介紹

　　在電化學(xué)、核聚變以及勵磁等大型變換裝置上，都存在多個電力半導(dǎo)體器件（如整流管、晶閘管以及其它新型電力半導(dǎo)體器件等）的并聯(lián)問題，從線路應(yīng)用的角度，已取得了許多成功的經(jīng)驗［1］~［6］，其中文獻(xiàn)［1］和［6］還從均流系數(shù)的角度，給出了對器件的要求。然而從器件及其篩選匹配方面，我們認(rèn)為還有進(jìn)一步的探討和研究的必要。從事器件應(yīng)用的，注重器件的內(nèi)在性能；從事器件設(shè)計的，注重線路對器件的要求，兩方面的結(jié)合是提升器件性能的最近之路。近年來，我們在解決器件的均流問題上，應(yīng)用戶的要求，作了一些嘗試，取得了一些經(jīng)驗，這些經(jīng)驗是雙方共同努力的結(jié)晶。本文就是這些點滴嘗試經(jīng)驗的說明。

　1 器件均流問題的提出

　　當(dāng)輸出電流容量的要求高于單個器件的最大可用電流時，就必須采用多個器件并聯(lián)；對于一些特殊的應(yīng)用場合，如絕對不允許有因質(zhì)量問題而出現(xiàn)停電和設(shè)備停止運轉(zhuǎn)時，往往也采用多個器件并聯(lián)，這樣即使有10%~20%的器件，或支路出現(xiàn)問題，也能確保運轉(zhuǎn)工作正常進(jìn)行。

　　整流二極管和晶閘管等雙極性器件，其通態(tài)伏安特性均表現(xiàn)出溫度升高而壓降曲線減小的特點，即所謂負(fù)電阻溫度系數(shù)，而負(fù)電阻溫度系數(shù)的器件是很不利于并聯(lián)的，這就更增加了并聯(lián)均流的難度［7］。

　　要進(jìn)行多個電力半導(dǎo)體器件的并聯(lián)，就必須認(rèn)真解決均流問題。器件均流問題還可細(xì)分為動態(tài)均流和穩(wěn)態(tài)均流。

　　所謂動態(tài)均流是指由斷到開，或由開到關(guān)情況下的均流。前者是主要的，后者往往可以不做考慮。由斷態(tài)到通態(tài)解決的是同時觸發(fā)開通的問題，以晶閘管為例，只要是同一批次的器件，開通延遲時間的誤差都在1滋s之內(nèi)，而整個開通延遲時間才是幾滋s，因此要保證動態(tài)均流，就要注意：

　　1）將門檻電壓VTO盡量選低些［4］；

　　2）確保門極觸發(fā)脈沖的幅度（例如應(yīng)用時給定的觸發(fā)電流Igm等于器件觸發(fā)電流Ig的5倍）和寬度（例如100 滋s），特別是脈沖前沿的陡度（例如0.1滋s）［5］，則動態(tài)均流是有保證的。

　　所謂穩(wěn)態(tài)均流就是通態(tài)均流，也是最主要的均流問題。站在應(yīng)用的角度，主要的均流措施有小電流應(yīng)用中的電阻均流，大電流應(yīng)用中的電抗器均流，總之，都是被動的并以額外附加一些電功率為前提。

　　不言而喻，之所以有不均流現(xiàn)象，是由于器件的不同通態(tài)參數(shù)引起的，只有把握好關(guān)鍵的器件通態(tài)參數(shù)這一關(guān)，才是抓住了并聯(lián)均流的主要矛盾。這一現(xiàn)象如圖1所示。