Mechanismen und Ursachen von Stromfehlverteilungen zwischenparallelen Hochvolt-IGBT

Zwischen parallelen IGBT treten Stromfehlverteilungen auf. Diese Fehlverteilungen haben einen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Parallelschaltung.

In dieser Arbeit werden für verschiedene Situation Mechanismen beschrieben, die zu Stromfehlverteilungen führen. Die betrachteten Situationen sind der Durchlass bei statischem und veränderlichem Laststrom, das Ein- sowie Ausschalten der Halbleiter, die Kurzschlussfälle I und II und das Abschalten eines Kurzschlussstroms.

Für diese Situationen werden, neben der detaillierten Beschreibung der Mechanismen, untersucht, wodurch diese ausgelöst werden. Dabei werden asymmetrische Gate- sowie Laststrompfade, Unterschiede in den Halbleitereigenschaften, Temperaturunterschiede und die gegenseitige Beeinflussung von Fehlverteilungen in den verschiedenen Situationen als Ursachen analysiert.

Diese Ursachen werden auf die Vorgänge im Halbleiter hin untersucht, die zu den Unterschieden im Verhalten der Halbleiter führen. Außerdem werden mögliche Selektionskriterien für die Auswahl von IGBT zur Parallelschaltung auf deren Wirksamkeit hin untersucht.

Des Weiteren wird erläutert, welche Einflüsse eine gemeinsame Hilfsemitterverbindung und Gatestromdrosseln auf die Fehlverteilungen während des Ein- und Ausschaltens haben.