IGBT老化特性的仿真与实验研究
发布时间：2020-07-24 02:21
【摘要】：IGBT作为常用的半导体开关器件,是电力电子设备中比较容易出现老化故障的半导体器件,其可靠性对电力电子设备意义重大。首先详细分析了IGBT的老化机理及其对各主要电气参数的影响,认为键合线脱落和焊料层疲劳分别会造成通态电阻和热阻的增大,热阻的增大会直接导致IGBT的主要温敏物理参数发生变化。其次提出了一种基于饱和导通压降的改进温敏参数法,利用窄脉冲驱动IGBT来解决器件自身发热问题,该方法适用于大电流条件下测量结温,为老化前后热阻的分析提供了基础。通态电阻和温敏参数的变化是IGBT老化的直接表现,建立了IGBT电路模型,对IGBT的老化过程进行仿真分析,证明随着老化的加剧IGBT的开关速度逐渐变慢、阈值电压逐渐变小、通态压降在大电流下随温度升高而增大,小电流下随温度升高而减小的结论。搭建了IGBT加速老化实验平台,对IGBT进行了两种加速老化实验——恒温加速老化实验和变温加速老化实验,将老化的IGBT用于电路故障注入。随后,通过实验和仿真分析了IGBT老化对全桥拓扑结构的DC/DC电路输出电压的影响,得出了IGBT的老化会使输出电压的频谱发生一定程度的偏移,以及部分频点幅值发生变化的结论。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN322.8
【图文】：
如图 2-9(b)和图 2-10(b)所示，可知在导通电流 Ic不变的的上升，饱和导通压降会随着结温的升高而逐渐增大；而在结，随着导通电流的增大，饱和导通压降也逐渐增大。仿真结果的变化趋势完全相符。
图 2-12 Vce与 Tj和 Ic的三维关系曲面从图 2-12 中可以直观地看出 Vce与 Tj之间的线性关系，为了验证这一点ATLAB 中的拟合工具对表 2-2 中的 20A 以上的大电流数据进行线性拟合到三者之间的线性关系：
图 2-13 Vce与 Tj和 Ic的线性拟合曲面后再依次画出在不同的导通电流Ic下的结温Tj与饱和导通压降Vce之族，如图 2-14 所示。从图 2-14 中可以看出，当负载较大、导通电流和导通压降 Vce依然与结温 Tj保持着较为良好的线性关系。虽然电流
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN322.8
【图文】：
如图 2-9(b)和图 2-10(b)所示，可知在导通电流 Ic不变的的上升，饱和导通压降会随着结温的升高而逐渐增大；而在结，随着导通电流的增大，饱和导通压降也逐渐增大。仿真结果的变化趋势完全相符。
图 2-12 Vce与 Tj和 Ic的三维关系曲面从图 2-12 中可以直观地看出 Vce与 Tj之间的线性关系，为了验证这一点ATLAB 中的拟合工具对表 2-2 中的 20A 以上的大电流数据进行线性拟合到三者之间的线性关系：
图 2-13 Vce与 Tj和 Ic的线性拟合曲面后再依次画出在不同的导通电流Ic下的结温Tj与饱和导通压降Vce之族，如图 2-14 所示。从图 2-14 中可以看出，当负载较大、导通电流和导通压降 Vce依然与结温 Tj保持着较为良好的线性关系。虽然电流
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 郑积斐;李t
本文编号：2768172
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