问题26 电力电子器件串并联应注意的问题和处理措施是什么？

对于较大型的电力电子装置，当单个电力电子器件的电压或电流定额不能满足要求时，往往需要将电力电子器件串联或并联起来工作，或者将电力电子装置串联或并联起来工作。

1．晶闸管的串联

当晶闸管额定电压小于要求时，可以用两个以上同型号器件相串联。理想的串联希望各器件承受的电压相等，但实际上因器件特性之间的差异，一般都会存在电压分配不均匀的问题。

静态不均压：流过串联的器件的漏电流相同，但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等。

动态不均压：由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压。

为达到静态均匀，应采取的措施包括：

①选用参数和特性尽量一致的器件。

②采用电阻均压，图3-14所示的R_P就是用来均压的电阻。R_P的阻值应比任何一个器件阻断时的正、反向电阻小得多，这样才能使每个晶闸管分担的电压决定于均压电阻的分压。

为达到动态均匀，应采取的措施包括：

①选择动态参数和特性尽量一致的器件。

②用RC并联支路进行动态均压，如图3-14所示，也可采用变压器二次绕组分组的方法。

③采用门极强脉冲触发可以显著减少器件开通时间的差异。

2．晶闸管的并联

在大功率晶闸管装置中，常用多个器件并联来承担较大的电流。

晶闸管并联时，会分别因静态和动态特性参数的差异而导致电流分配不均匀的问题。均流不佳，有的器件电流不足，有的器件电流过载，这就会阻碍提高整个装置的输出，甚至造成器件和装置损坏。

为了避免电流不均的现象发生，必须采取均流措施。可采取的均流措施包括：

①挑选特性参数尽量一致的器件。

②采用均流电抗器，如串电阻均流（图3-15a）和串电抗器均流（图3-15b）。

③变压器分组均流，如图3-15c所示。利用变压器二次绕组的阻抗相等来获得均流。这个方法也同时具有稳态与动态均流效果，适用于有变压器供电的情况。

④用门极强脉冲触发也有助于动态均流。

⑤当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法连接。

3．P-MOSFET和IGBT并联运行

P-MOSFET的通态电阻R_on具有正的温度系数（温度升高时，通态电阻加大），并联使用时具有电流自动均衡的能力，因而并联使用比较容易。但也要注意：

①选用与通态电阻R_on、开启电压U_T、跨导G_fs和输入电容C_iss尽量相近的器件。

②电路走线和布局应尽量对称。

③可在源极电路中串入小电感，起到均流电抗器的作用。

IGBT在50%的额定电流以下时，其等效通态电阻（或通态压降）具有负的温度系数，但在电流较大时其电阻具有正的温度系数。IGBT在并联使用时具有电流的自动均衡能力，与P-MOSFET类似，易于并联使用。当然，实际并联时，在器件参数选择、电路布局和走线等方面也应尽量一致。