大功率IGBT模块直流加速老化平台的研制

发布时间：2021-10-13 19:54

　　变流器作为新能源发电系统（例如风电场和光伏电站）中重要的组成部分,随着整个应用系统向更高电压等级、更高功率等级的发展,其可靠性对整个系统的安全运行变得越发的重要。目前的相关研究表明绝大部分的变流器故障源自于IGBT模块的老化失效,因此对IGBT模块老化信息的提取是解决上述故障瓶颈的有效方法和手段。目前老化敏感参数的提取主要集中在老化衰退对IGBT模块的开通时的静态参数的影响上面,很少有文献对老化衰退对IGBT模块导通和关断过程下的动态参数的影响进行深入的研究和分析。基于上述背景,本文从应用需求出发,探索新的大功率IGBT模块老化电敏感参数。首先,本文的从键合线老化、焊接层老化、DBC老化、铝金属重构、芯片老化五个层面对IGBT模块的不同的老化衰退部位和作用机理进行了较为详细的分析和阐述。提出键合线的老化并不会导致IGBT模块内部寄生电感的明显改变,但是却可以明显的改变键合线与芯片之间的接触电阻的阻值,为老化电敏感参数的提取提供理论基础。其次,通过结合IGBT模块的等效电路模型、开通过程不同阶段的工作原理以及IGBT模块老化衰退机理的研究和分析,本文提出了一种基于IGBT模块功率发射极和... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
致谢
第1章 绪论
    1.1 目的和意义
    1.2 大功率IGBT老化信息提取研究现状
    1.3 本文研究内容
第2章 IGBT模块老化衰退机理研究
    2.1 引言
    2.2 IGBT基本结构
    2.3 IGBT老化衰退机理分析
    2.4 IGBT不同老化衰退部位分析
        2.4.1 键合线老化
        2.4.2 焊接层老化
        2.4.3 DBC层老化
        2.4.4 铝金属重构
        2.4.5 芯片层面的老化
第3章 直流加速老化实验平台搭建
    3.1 引言
    3.2 直流加速老化平台概述
        3.2.1 主功率电路概述
        3.2.2 主要工作状态概述
        3.2.3 平台辅助功能概述
    3.3 直流加速老化平台硬件部分
        3.3.1 差分采样电路
        3.3.2 主功率驱动电路
        3.3.3 三通阀驱动电路
    3.4 直流加速老化平台软件部分
        3.4.1 上位机部分
        3.4.2 下位机部分
        3.4.3 上位机-下位机通讯指令规则
第4章 基于开通过程的IGBT模块动态老化敏感电参数研究
    4.1 引言
    4.2 IGBT等效电路模型
    4.3 IGBT开通过程分析
    4.4 温度对开通过程中V_(Ee)的作用机理
    4.5 键合线老化衰退对开通过程中V_(Ee)的作用机理
    4.6 实验结果分析
        4.6.1 V_(Ee)与温度之间关系实验验证
        4.6.2 V_(Ee)与老化之间关系实验验证
第5章 总结和展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 今后工作展望
攻读硕士期间发表的论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风力发电技术综述[J]. 战培国,于虹,侯波.  电力设备. 2005(12)

硕士论文
[1]大功率IGBT模块健康状态信息提取方法研究及加速老化试验平台研制[D]. 石巍.浙江大学 2018
[2]基于饱和压降测量的IGBT功率模块状态评估方法研究[D]. 杨旭.重庆大学 2012



本文编号：3435309