開關、電阻器和MOSFET的并聯(lián)連接的目的是劃分所涉及的功率并創(chuàng)建可以承受更大功率的設備。它們可以并聯(lián)以增加輸出電流的容量。因為它們不受熱影響不穩(wěn)定性，并聯(lián)連接通常比其他更過時的組件更簡單，更不重要。碳化硅MOSFET也可以與其他同類器件并聯(lián)使用。多個單元之間的簡單并聯(lián)在正常條件下工作良好，但在與溫度、電流和工作頻率相關的異常事件中，操作條件可能變得至關重要。因此，必須采取一定的預防措施來創(chuàng)建防故障電路，以便它們能夠充分利用功率器件并聯(lián)所提供的優(yōu)勢。

要記住的幾件事

在實踐中，功率器件的并聯(lián)當它們具有相同的電氣特性和相同的靜態(tài)和動態(tài)行為時，這是可能的。但實際上，這不可能發(fā)生，因為各種標本之間總是存在一些差異。在一些應用中，MOSFET 在靜態(tài)狀態(tài)下工作，并充當電子開關，用于“緩慢”打開和關閉。但大多數(shù)應用都涉及高頻下的連續(xù)開關操作。即使是相同型號的多個 MOSFET 之間電氣特性的微小(甚至是難以察覺的)差異也會觸發(fā)瞬時電壓尖峰和電流分布的普遍不平衡。這個問題可能導致高功率損失，電路高熱和電子元件損壞。設計人員必須研究電路，以便在所有工作條件下，傳輸中的電流在所有相同性質的功率設備上都非常平衡且均勻。切換設備時，建議避免電流集中在某些電子元件上。事實上，這可能會在電子開關的操作中引起不必要的振蕩過程和不平衡。一般來說，非理想并聯(lián)導致的問題和原因可能如下：

· 設備參數(shù)不對應

· 通態(tài)電阻失配 (R DS(on) )

· 柵源電壓失配 (V GS )

· 柵極驅動器不匹配

· 電源電路不匹配

通態(tài)電阻

R?DS(on)是 MOSFET 的基本參數(shù)之一。它會影響許多操作因素，例如組件耗散、傳輸中的最大電流、系統(tǒng)效率和傳導損耗。如果 MOSFET 關閉，則漏源電壓很高，沒有電流流過。另一方面，當它處于活動狀態(tài)時，漏源電壓下降到幾百毫伏。SiC MOSFET的 R DS(on)參數(shù)對溫度非常敏感，因此在設計具有并聯(lián)器件的電路時必須小心。它的內部構造決定了一個負溫度系數(shù)和一個正溫度系數(shù)，因此可能會出現(xiàn)電流不平衡。該圖證實，根據(jù) SiC MOSFET 的結溫，溝道電阻會發(fā)生變化。許多設備示例的簡單并行化可能會產生問題，因為一個組件可能比另一個組件傳遞更多的電流。因此，有必要將所有 MOSFET 的熱量均等地散發(fā)出去。

各種不平衡

當 MOSFET 打開時，一個小電流通過并聯(lián)的電子開關，與它們的激活電阻成反比。顯然，電阻最低的設備傳輸更多的電流。幸運的是，SiC MOSFET 具有正溫度補償?shù)奶攸c，因此電路中會出現(xiàn)更自然的平衡，從而將組件的熱破壞降至最低。另一方面，包含在 MOSFET 中的二極管表現(xiàn)不同，并且隨著電流的通過，溫度會通過減少傳輸中的電流而升高。在轉換過程中可能會出現(xiàn)電流不平衡，尤其是在電源開啟和關閉期間。

不需要的振蕩

振蕩是改變設備正確功能的高頻信號。事實上，MOSFET 的特殊構造構成了一個諧振電路，配備了一個電容 (C) 和一個電感 (L)。這兩種元素顯然都是寄生成分。如果沒有外部柵極電阻器，諧振電路將具有非常高的 Q 因子。如果發(fā)生諧振，則在“柵極”和“源極”端子之間會產生重要的振蕩信號，從而產生與“漏極”和“源極”端子之間的相等振蕩相對應的寄生和不需要的振蕩。過高的振蕩電壓可能導致誤點火或 MOSFET 工作中斷。但是，一般而言，SiC MOSFET 的并聯(lián)連接不會產生很高的振蕩風險，因此采取必要的預防措施，

解決方案

如今，有許多公司通過并聯(lián)多個 MOSFET 來生產 SiC 功率模塊，當然，也采取了一些預防措施。有些制造商獲得了非常強大的組件，因為在這種類型的連接中，增加了耗散功率，最重要的是，R DS(on)參數(shù)減小，就像電阻并聯(lián)時發(fā)生的一樣。一般來說，SiC MOSFET無需特殊措施即可并聯(lián)，因為當它們過熱時，它們會提高內部電阻，盡管各個組件存在固有差異，但負載分布相當均勻。明顯的缺點之一是“柵極”容量的增加，這會導致 SiC MOSFET 的開啟時間增加。在這些情況下，柵極電流必須顯著增加，具體取決于并聯(lián)連接的器件數(shù)量。在高頻率下，這個事實可能變得不可接受。對于較舊的功率元件(例如 IGBT)，設計人員必須克服不斷的挑戰(zhàn)(平衡、出色的驅動器等)，以在功率器件之間建立良好的并聯(lián)連接。使用 SiC MOSFET 時，此類挑戰(zhàn)可能會增加，因為所涉及的開關頻率要高得多。元件并聯(lián)的主要目的是實現(xiàn)更高的額定電流。設計人員還需要研究 PCB 布局。它們應具有對稱結構以分散產生的熱量并大大降低寄生電感。因此，這些解決方案提供了 SiC MOSFET 的正確并聯(lián)連接，以增加傳輸電流和功率水平。但是，有一些注意事項需要遵循：它們應具有對稱結構以分散產生的熱量并大大降低寄生電感。因此，這些解決方案提供了 SiC MOSFET 的正確并聯(lián)連接，以增加傳輸電流和功率水平。但是，有一些注意事項需要遵循：它們應具有對稱結構以分散產生的熱量并大大降低寄生電感。因此，這些解決方案提供了 SiC MOSFET 的正確并聯(lián)連接，以增加傳輸電流和功率水平。但是，有一些注意事項需要遵循：

· 閾值電壓可能出現(xiàn)電流不平衡

· 由于不對稱寄生電感可能出現(xiàn)電流不平衡

· 可能的波動

如今，企業(yè)已經達到了高度的制造完美性，制造出幾乎完全相同的 SiC MOSFET 組件，幾乎不會出現(xiàn)不平衡的情況。然而，具有較低閾值的器件具有較高的瞬態(tài)，因此具有較高的開關和傳導損耗，具有較高的總功率損耗。一般來說，如果負載上流過的電流大于每個要使用的器件的標稱值，則可以安全地并聯(lián)兩個器件，將流過每個開關的電流減半。圖 2 顯示了一種解決方案，該解決方案采用一個外部柵極電阻器，每個 MOSFET 一個，以減少各種器件之間切換的變化。采用外部柵極電阻并不是奇跡，不平衡可能仍然存在。在某些情況下，由于兩個 MOSFET 之間存在 RLC 諧振電路，GS也可能發(fā)生振蕩。

結論

SiC MOSFET 的特點是具有正溫度系數(shù)。它在共享靜態(tài)電流時用作負反饋。如果設備消耗更多電流，它就會升溫，從而增加其 R DS(on)。這樣，傳輸中的電流就減少了，也降低了熱不平衡的程度。此外，它們顯示出開關損耗隨溫度的微小增加。最后，SiC MOSFET 的跨導曲線更柔和，柵極電壓的微小變化對電流的影響更小，便于在多個器件之間動態(tài)共享電流。