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题名面向多元状态的IGBT准在线自适应监测方法
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作者
胡裕松
成庶
向超群
李卓鑫
刘畅
徐海铭
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机构
中南大学交通运输工程学院
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第6期2835-2846,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52072414)
基于充电电流的预充接触器及支撑电容状态解析技术研究项目(2023YJ372)。
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文摘
绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)是电动汽车和电力机车等中大功率机电系统动力来源的核心器件,其可靠状态直接关乎系统安全,准确的状态信息获取是提高系统可靠性的重要前提。为解决当前状态信息获取方法相对单一,且手段繁琐,需要反复迭代修正的问题,提出一种准在线自校正获取IGBT模块键合线和焊料层老化状态的方法。利用米勒电压的老化不变性,修正结温估算误差,以实现高精度的导通电压和热阻测量。该方法只需进行一次简单的器件的初始状态测量,在实际应用时即可自校正计算出器件的2种老化状态参数,无需人为校正。使用时仅需将测量电路嵌入驱动器,并在散热基板上预埋热电偶即可,其他数据均可来自现有传感器。提出的一种准在线监测策略,使得以上状态信息以开机自检程序的形式,应用于通用的逆变器回路中,无需拆卸或改装驱动系统。测量实验结果表明:该方法测量的指示参数具有极高的精度和较好的可重复性,不同的负载电流下多次测量结果误差不超过1%,表明该方法可灵活应用于多种条件下。加速老化试验结果表明:该方法所测量的状态指示参数随着器件老化而单调变化,状态指示参数与器件老化程度存在明确的映射关系。研究结果为进一步优化电力机车和动车组列车动力系统的可靠性和修程制定提供参考。
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关键词
IGBT
键合线
焊料层
热参数
结温自校正
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Keywords
IGBT
bond wire
solder layer
thermal parameter
junction temperature self-correction
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分类号
U229
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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