彭振东，任志刚，姜楠，朱红桥

（武汉船用电力推进装置研究所船舶综合电力推进技术重点实验室，武汉 430064）

0 引言

集成门极换流晶闸管IGCT是在门极可关断晶闸管 GTO的基础上发展起来的一种新型硬关断器件，将结构改进的GTO和极低电感的门极驱动电路结合在一起，并采用集成门极驱动、缓冲层、透明阳极和门极重触发这几项关键技术实现了器件优越的性能。在器件关断过程中，不需要dv/dt吸收电路，允许更高的电压上升率，关断动作迅速可靠，兼有晶闸管的低通态损耗和高阻断电压，以及晶体管可靠的关断特性[1,2]。

固态断路器是在大功率半导体器件的基础上发展起来的，半导体器件的通态损耗和关断特性是影响固态断路器整体性能关键因素。IGCT作为一种中压大功率器件，将成为固态断路器中的理想半导体器件[3]。然而尽管目前ABB公司电流等级最高的5SHY35L4522型IGCT关断能力可达4kA，但是长期允许通流仅为2.1 kA[4]，使用单个器件很难提高断路器的额定电流和分断能力。为了使固态断路器向高电流等级发展，需要采用多个IGCT并联来实现，而并联IGCT的关断过程决定了整个断路器的分断性能，因此有必要对这个过程中电流在各器件间的转移现象进行深入研究，明确影响电流分配的各种因素，为固态断路器中半导体功率模块的设计提供理论基础。

1 IGCT适合直接并联的重要特性

与GTO的高关断增益相比，单位关断增益会给IGCT的关断带来许多好处。首先，门极电流清除P基区过量存储电荷的时间，即存储时间ts，被显著地减小到1 μs左右，而GTO的关断存储时间一般为10～20 μs。……