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基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法
被引量：
2
1
作者
王惠民
许智亮
+2 位作者
丁菊霞
葛兴来
王轶
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第15期4682-4696,共15页
准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下...
准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法,首先,基于功率器件的等效电路模型,对功率器件开通瞬态进行详细分析。在此基础上,对器件结温与开通集射极电压下降平台的关系进行探究,并提出一种基于杂散电感两端最大电压的开通集射极电压下降平台定位方法。进一步地,利用双脉冲实验对所研究结温监测方法的适用性进行分析验证;最后,搭建单相脉冲整流器实验平台,对所研究结温监测方法的可行性进行实验验证,该方法能够有效降低负载电流变化的影响且具有较高的灵敏度。
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关键词
结温监测
开通
集射极电压
下降平台
功率器件
可靠性评估
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职称材料
基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究
被引量：
2
2
作者
鹿靖
李游
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1078-1088,共11页
随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失...
随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失效的产生原因,分析焊料层和键丝失效的作用机理和表现特征。在研究IGBT通态电压模型的基础上,提出了一种基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳老化模型,实现对焊料层疲劳和键丝疲劳等封装老化问题的综合表征。搭建IGBT功率模块的电-热老化实验测试平台,进行了功率循环老化实验验证,结果表明本文模型可以较为准确地评估IGBT功率模块封装的疲劳老化程度。
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关键词
IGBT功率模块
封装老化
电-热应力
集
-
射
极
饱和
电压
失效模型
寿命评估
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职称材料
基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析
被引量：
2
3
作者
李雨泽
张秀敏
+3 位作者
袁文迁
宋鹏
季一润
焦超群
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1252-1263,共12页
IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首...
IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。
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关键词
栅
极
电压
集射极电压
电流上升过程
电流下降过程
寄生电感
耦合关系
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职称材料
题名
基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法
被引量：
2
1
作者
王惠民
许智亮
丁菊霞
葛兴来
王轶
机构
西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第15期4682-4696,共15页
基金
国家自然科学基金青年项目(52307068)
四川省自然科学基金青年项目(2023NSFSC0824)资助。
文摘
准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法,首先,基于功率器件的等效电路模型,对功率器件开通瞬态进行详细分析。在此基础上,对器件结温与开通集射极电压下降平台的关系进行探究,并提出一种基于杂散电感两端最大电压的开通集射极电压下降平台定位方法。进一步地,利用双脉冲实验对所研究结温监测方法的适用性进行分析验证;最后,搭建单相脉冲整流器实验平台,对所研究结温监测方法的可行性进行实验验证,该方法能够有效降低负载电流变化的影响且具有较高的灵敏度。
关键词
结温监测
开通
集射极电压
下降平台
功率器件
可靠性评估
Keywords
Junction temperature monitoring
turn-on collector-emitter voltage drop platform
power devices
reliability evaluation
分类号
TM921.2 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究
被引量：
2
2
作者
鹿靖
李游
机构
北京航空航天大学可靠性与系统工程学院
中国船舶集团有限公司综合技术经济研究院
出处
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1078-1088,共11页
文摘
随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失效的产生原因,分析焊料层和键丝失效的作用机理和表现特征。在研究IGBT通态电压模型的基础上,提出了一种基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳老化模型,实现对焊料层疲劳和键丝疲劳等封装老化问题的综合表征。搭建IGBT功率模块的电-热老化实验测试平台,进行了功率循环老化实验验证,结果表明本文模型可以较为准确地评估IGBT功率模块封装的疲劳老化程度。
关键词
IGBT功率模块
封装老化
电-热应力
集
-
射
极
饱和
电压
失效模型
寿命评估
Keywords
IGBT power module
package aging
electro-thermal stress
collector-emitter saturation voltage
failure model
life assessment
分类号
P751.1 [交通运输工程—港口、海岸及近海工程]
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职称材料
题名
基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析
被引量：
2
3
作者
李雨泽
张秀敏
袁文迁
宋鹏
季一润
焦超群
机构
北京交通大学电气工程学院
国网冀北电力有限公司电力科学研究院
柔性直流输电运维检修技术国家电网公司实验室
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1252-1263,共12页
基金
国家自然科学基金(52377001)
国家电网公司总部科技项目(5500-202114133A-0-0-00)。
文摘
IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。
关键词
栅
极
电压
集射极电压
电流上升过程
电流下降过程
寄生电感
耦合关系
Keywords
gate voltage
collector-emitter voltage
current rising process
current dropping process
parasitic inductance
coupling relationships
分类号
TN322.8 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法
王惠民
许智亮
丁菊霞
葛兴来
王轶
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究
鹿靖
李游
《应用科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析
李雨泽
张秀敏
袁文迁
宋鹏
季一润
焦超群
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
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