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[导读]并联两只场效应管后,总导通损耗下降,单管温度却可能在开关过程中分化。功率半导体扩流需要分别审查稳态支路阻抗与切换时刻的电流分配,不能用导通期间的平均均流证明全部过程安全。

并联两只场效应管后,总导通损耗下降,单管温度却可能在开关过程中分化。功率半导体扩流需要分别审查稳态支路阻抗与切换时刻的电流分配,不能用导通期间的平均均流证明全部过程安全。

在充分增强的欧姆区,支路电流由器件导通电阻、封装电阻与连接电阻共同决定。较低阻抗的支路分到更多电流,其损耗也可能更高。硅场效应管在这一工况下通常具有正的导通电阻温度系数,局部升温可以提供一定分流反馈,但反馈强度受热耦合与外部阻抗影响。若一条支路的铜皮更短或连接点更优,器件本身的温度反馈未必足以抵消固定的阻抗差。

因此,选取同型号器件只是起点,还应让输入、输出连接具有相近的压降路径。对大电流低压电路,毫欧以下的连接差异也可能占到支路总阻抗的明显比例,不能把连接电阻一律忽略。测量时需要在相同电流与结温条件下比较导通特性,并将焊接、螺栓接触和铜排连接纳入检查。仅按室温导通电阻筛选芯片,无法保证装配后各支路仍保持相同的总电阻。支路测流也应避免人为引入明显的阻抗不对称;如果只在其中一条支路插入分流器,测量本身可能改变原来的电流分配。比较用测量元件的阻值与连接方式应尽量一致,并确认附加压降不会主导结果。

稳态验证应覆盖热平衡,而不是刚开机时读取一次支路电流。若一只器件靠近冷却入口,较低结温可能让它保持更低的导通电阻,从而长期承担更多电流,冷却更强并不自动意味着分配更平均。设计允许一定不均流时,应直接依据最重支路的电流和结温确定降额。不要先把总电流除以器件数量,再分别验证每只器件,这种做法已经把需要验证的均流结论当成了前提。

切换期间主导分流的因素发生变化。门极阈值、有效栅电荷以及驱动传播延迟存在差异,会使某一只先建立沟道,另一只稍后才接手。率先开通的器件可能先承担大部分换流电流,并承受更多电压与电流重叠能量;关断较迟的器件也可能承担退出阶段的额外应力。即使导通平台上的两路电流很接近,这种每周期重复的能量偏置仍可能造成明显温差。

动态整改应分别观察各支路的开通与关断波形,并保持测量路径一致。独立栅电阻有助于限制器件间的门极相互作用,但不能自动修正所有传播延迟差异。若使用多个驱动通道,须核对通道间失配而不只是单通道延迟;若共用驱动器,则须确认其输出电流能够驱动合计栅电荷。不能仅为追求同步而把栅电阻减得过小,否则器件之间的耦合振荡可能更难抑制。

并联功率半导体的动态验收应以最重支路的瞬时电流和单次切换能量为依据,并对不同温度与驱动电压重复比较。人为施加允许范围内的器件参数偏差,比只测试一组偶然匹配的样品更有说服力。若依靠逐只调节电阻才能获得平衡,还要判断这种调节能否覆盖批次变化及热态漂移。并联数量继续增加时,驱动负担和分配路径同时增加,不能按两只并联的结果直接线性外推。

静态均流解决持续导通时谁多承担电流,动态均流解决切换窗口谁多承担能量。两种证据都充分,扩流后的器件数量才真正转化为可用电流能力。

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