多个器件并联中的匀流匹配问题

0 引言

　　在电化学、核聚变以及励磁等大型变换装置上，都存在多个电力半导体器件（如整流管、晶闸管以及其它新型电力半导体器件等）的并联问题，从线路应用的角度，已取得了许多成功的经验[1]~[6]，其中文献[1]和[6]还从均流系数的角度，给出了对器件的要求。然而从器件及其筛选匹配方面，我们认为还有进一步的探讨和研究的必要。从事器件应用的，注重器件的内在性能；从事器件设计的，注重线路对器件的要求，两方面的结合是提升器件性能的最近之路。近年来，我们在解决器件的均流问题上，应用户的要求，作了一些尝试，取得了一些经验，这些经验是双方共同努力的结晶。本文就是这些点滴尝试经验的说明。

1 器件均流问题的提出

　　当输出电流容量的要求高于单个器件的最大可用电流时，就必须采用多个器件并联；对于一些特殊的应用场合，如绝对不允许有因质量问题而出现停电和设备停止运转时，往往也采用多个器件并联，这样即使有10%~20%的器件，或支路出现问题，也能确保运转工作正常进行。

　　整流二极管和晶闸管等双极性器件，其通态伏安特性均表现出温度升高而压降曲线减小的特点，即所谓负电阻温度系数，而负电阻温度系数的器件是很不利于并联的，这就更增加了并联均流的难度[7]。

　　要进行多个电力半导体器件的并联，就必须认真解决均流问题。器件均流问题还可细分为动态均流和稳态均流。

　　所谓动态均流是指由断到开，或由开到关情况下的均流。前者是主要的，后者往往可以不做考虑。由断态到通态解决的是同时触发开通的问题，以晶闸管为例，只要是同一批次的器件，开通延迟时间的误差都在1滋s之内，而整个开通延迟时间才是几滋s，因此要保证动态均流，就要注意：

　　1）将门槛电压VTO尽量选低些[4]；

　　2）确保门极触发脉冲的幅度（例如应用时给定的触发电流Igm等于器件触发电流Ig的5倍）和宽度（例如100 滋s），特别是脉冲前沿的陡度（例如0.1滋s）[5]，则动态均流是有保证的。

　　所谓稳态均流就是通态均流，也是最主要的均流问题。站在应用的角度，主要的均流措施有小电流应用中的电阻均流，大电流应用中的电抗器均流，总之，都是被动的并以额外附加一些电功率为前提。

　　不言而喻，之所以有不均流现象，是由于器件的不同通态参数引起的，只有把握好关键的器件通态参数这一关，才是抓住了并联均流的主要矛盾。这一现象如图1所示。

0 引言

　　在电化学、核聚变以及励磁等大型变换装置上，都存在多个电力半导体器件（如整流管、晶闸管以及其它新型电力半导体器件等）的并联问题，从线路应用的角度，已取得了许多成功的经验[1]~[6]，其中文献[1]和[6]还从均流系数的角度，给出了对器件的要求。然而从器件及其筛选匹配方面，我们认为还有进一步的探讨和研究的必要。从事器件应用的，注重器件的内在性能；从事器件设计的，注重线路对器件的要求，两方面的结合是提升器件性能的最近之路。近年来，我们在解决器件的均流问题上，应用户的要求，作了一些尝试，取得了一些经验，这些经验是双方共同努力的结晶。本文就是这些点滴尝试经验的说明。

1 器件均流问题的提出

　　当输出电流容量的要求高于单个器件的最大可用电流时，就必须采用多个器件并联；对于一些特殊的应用场合，如绝对不允许有因质量问题而出现停电和设备停止运转时，往往也采用多个器件并联，这样即使有10%~20%的器件，或支路出现问题，也能确保运转工作正常进行。

　　整流二极管和晶闸管等双极性器件，其通态伏安特性均表现出温度升高而压降曲线减小的特点，即所谓负电阻温度系数，而负电阻温度系数的器件是很不利于并联的，这就更增加了并联均流的难度[7]。

　　要进行多个电力半导体器件的并联，就必须认真解决均流问题。器件均流问题还可细分为动态均流和稳态均流。

　　所谓动态均流是指由断到开，或由开到关情况下的均流。前者是主要的，后者往往可以不做考虑。由断态到通态解决的是同时触发开通的问题，以晶闸管为例，只要是同一批次的器件，开通延迟时间的误差都在1滋s之内，而整个开通延迟时间才是几滋s，因此要保证动态均流，就要注意：

　　1）将门槛电压VTO尽量选低些[4]；

　　2）确保门极触发脉冲的幅度（例如应用时给定的触发电流Igm等于器件触发电流Ig的5倍）和宽度（例如100 滋s），特别是脉冲前沿的陡度（例如0.1滋s）[5]，则动态均流是有保证的。

　　所谓稳态均流就是通态均流，也是最主要的均流问题。站在应用的角度，主要的均流措施有小电流应用中的电阻均流，大电流应用中的电抗器均流，总之，都是被动的并以额外附加一些电功率为前提。

不言而喻，之