基于电压参数的即插即用型功率模块键合线故障监测系统
发布时间：2020-12-18 03:42
如今,IGBT功率模块广泛应用于光伏发电、风力发电、智能电网以及电动汽车等新兴行业,功率模块的可靠性问题也随之愈加受到业内人士的广泛关注。长期的热–机累积疲劳损伤易导致大功率IGBT模块的永久失效,其主要失效形式为键合线脱落和焊料层损伤,其中键合线脱落尤为常见。本篇论文从IGBT功率模块的内部物理结构入手,从本质上分析了IGBT功率模块失效的原因并证明多种物理材料的热膨胀系数差异是导致模块键合线故障的关键因素。其次,本文详细分析了饱和压降法与二极管端电压法的监测原理,并介绍了三电平NPC模块的在线监测机制。该方法建立IGBT饱和压降与结温的关系曲线和二极管端电压与结温的关系曲线,并根据曲线是否上移来判断功率模块键合线的健康状态,从而对IGBT模块键合线实现较为全面的监测。本文基于IGBT饱和压降监测法和二极管端电压监测法,结合测控系统中常用的虚拟仪器开发平台LabVIEW,设计了一种专用的即插即用型IGBT模块键合线故障监测系统,该系统分为控制模块、监测模块、调制修改模块三个部分并在每个部分之间设有即插即用接口,可用于多种不同类型IGBT模块的在线及离线监测,即插即用并可分时复用,所有...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三电平NPC型光伏逆变器拓扑Fig2.1Thetopologyofthree-levelphoto-voltaicgridinverter
相的运行状态分为三种，另外，由于负载电流的有两种不同的流相都有六种工作方式。下面进行具体说明，以 A 相为例。1）P 状态。当 IGBT 开关器件 Ta1、Ta2开通，Ta3、Ta4关断的时行在 P 状态，此时 A 相输出正向电压，可表示为 UAO=Udc/2。图)所示分别为负载电流的流向为正和为负时逆变器 A 相的具体换
称逆变器运行在 O 状态，此时 A 相的输出电压为零，可表示为 UAO=0。图 2.3(a)和图2.3(b)所示分别为负载电流的流向为正和为负时逆变器 A 相的具体换流路径。图 2. 3 三电平 NPC 型逆变器 A 相桥臂运行在 O 状态时的电流路径Fig 2.3 The current path of three-level NPC inverter’s phase A bridge on O state（3）N 状态，当 IGBT 开关器件 Ta3、Ta4开通，Ta1、Ta2关断的时候，称逆
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模块跨导的IGBT键合线健康状态准在线监测方法[J]. 李亚萍,周雒维,孙鹏菊,彭英舟,龚灿. 中国电机工程学报. 2018(23)
[2]通过结温变化监测IGBT的健康状况[J]. 杨彦朋. 电子技术与软件工程. 2017(23)
[3]基于瞬态热阻的IGBT焊料层失效分析[J]. 陈一高,陈民铀,高兵,胡博容,赖伟,徐盛友. 中国电机工程学报. 2018(10)
[4]基于热敏感电参数法的大容量IGBT模块动态结温在线检测研究[J]. 祝冲冲,王祥,罗皓泽,周宇,杨欢,李武华,何湘宁. 中国电机工程学报. 2017(09)
[5]提高直驱永磁风机低电压穿越能力的控制策略[J]. 张谦,李凤婷,蒋永梅,陈伟伟. 电力系统保护与控制. 2017(06)
[6]一种脉冲变压器隔离的IGBT驱动电路的设计研究[J]. 刘虹伶,刘明宇. 电气技术. 2017(03)
[7]大容量电力电子器件结温提取原理综述及展望[J]. 李武华,陈玉香,罗皓泽,周宇,杨欢,何湘宁. 中国电机工程学报. 2016(13)
[8]基于电-热-机械应力多物理场的IGBT焊料层健康状态研究[J]. 陈民铀,高兵,杨帆,徐盛友,谢鹏. 电工技术学报. 2015(20)
[9]老化试验条件下的IGBT失效机理分析[J]. 赖伟,陈民铀,冉立,王学梅,徐盛友. 中国电机工程学报. 2015(20)
[10]基于PWM交交变频器的分频风电系统研究[J]. 苏匀,李少华,王秀丽,张望,郭宏光. 电力系统保护与控制. 2015(13)
博士论文
[1]功率模块IGBT状态监测及可靠性评估方法研究[D]. 徐盛友.重庆大学 2013
本文编号：2923286
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三电平NPC型光伏逆变器拓扑Fig2.1Thetopologyofthree-levelphoto-voltaicgridinverter
相的运行状态分为三种，另外，由于负载电流的有两种不同的流相都有六种工作方式。下面进行具体说明，以 A 相为例。1）P 状态。当 IGBT 开关器件 Ta1、Ta2开通，Ta3、Ta4关断的时行在 P 状态，此时 A 相输出正向电压，可表示为 UAO=Udc/2。图)所示分别为负载电流的流向为正和为负时逆变器 A 相的具体换
称逆变器运行在 O 状态，此时 A 相的输出电压为零，可表示为 UAO=0。图 2.3(a)和图2.3(b)所示分别为负载电流的流向为正和为负时逆变器 A 相的具体换流路径。图 2. 3 三电平 NPC 型逆变器 A 相桥臂运行在 O 状态时的电流路径Fig 2.3 The current path of three-level NPC inverter’s phase A bridge on O state（3）N 状态，当 IGBT 开关器件 Ta3、Ta4开通，Ta1、Ta2关断的时候，称逆
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模块跨导的IGBT键合线健康状态准在线监测方法[J]. 李亚萍,周雒维,孙鹏菊,彭英舟,龚灿. 中国电机工程学报. 2018(23)
[2]通过结温变化监测IGBT的健康状况[J]. 杨彦朋. 电子技术与软件工程. 2017(23)
[3]基于瞬态热阻的IGBT焊料层失效分析[J]. 陈一高,陈民铀,高兵,胡博容,赖伟,徐盛友. 中国电机工程学报. 2018(10)
[4]基于热敏感电参数法的大容量IGBT模块动态结温在线检测研究[J]. 祝冲冲,王祥,罗皓泽,周宇,杨欢,李武华,何湘宁. 中国电机工程学报. 2017(09)
[5]提高直驱永磁风机低电压穿越能力的控制策略[J]. 张谦,李凤婷,蒋永梅,陈伟伟. 电力系统保护与控制. 2017(06)
[6]一种脉冲变压器隔离的IGBT驱动电路的设计研究[J]. 刘虹伶,刘明宇. 电气技术. 2017(03)
[7]大容量电力电子器件结温提取原理综述及展望[J]. 李武华,陈玉香,罗皓泽,周宇,杨欢,何湘宁. 中国电机工程学报. 2016(13)
[8]基于电-热-机械应力多物理场的IGBT焊料层健康状态研究[J]. 陈民铀,高兵,杨帆,徐盛友,谢鹏. 电工技术学报. 2015(20)
[9]老化试验条件下的IGBT失效机理分析[J]. 赖伟,陈民铀,冉立,王学梅,徐盛友. 中国电机工程学报. 2015(20)
[10]基于PWM交交变频器的分频风电系统研究[J]. 苏匀,李少华,王秀丽,张望,郭宏光. 电力系统保护与控制. 2015(13)
博士论文
[1]功率模块IGBT状态监测及可靠性评估方法研究[D]. 徐盛友.重庆大学 2013
本文编号：2923286
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2923286.html
