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高压IGBT劣化机理分析及状态监测技术研究综述 被引量：9
1
作者 祝令瑜 占草 +2 位作者 刘琛硕 代建港 汲胜昌 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期903-916,共14页
基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在电力传输等领域得到广泛应用。高压IGBT的劣化机理分析及状态监测技术对于保证MMC的可靠性具有重要意义。高压IGBT有焊接型和压接型两种不同的封装形式。目前焊接型IGBT的劣... 基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在电力传输等领域得到广泛应用。高压IGBT的劣化机理分析及状态监测技术对于保证MMC的可靠性具有重要意义。高压IGBT有焊接型和压接型两种不同的封装形式。目前焊接型IGBT的劣化机理研究综述较多,但是缺乏压接型IGBT的相关总结。因此,首先总结了压接型IGBT的状态劣化形式和机理。然后从电学、热学和绝缘参量的角度分析了近年来国内外高压IGBT状态监测领域的研究现状,特别补充了关于压接型IGBT的有关内容。最后,基于对国内外研究中存在问题的分析,展望了MMC用高压IGBT状态监测技术的发展趋势和值得深入研究的方向。对于MMC用高压IGBT状态监测技术研究具有一定意义。 展开更多
关键词 高压igbt MMC VSC-HVDC 劣化机理 状态监测 压接型igbt
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压接型高压IGBT门极驱动信号演化规律及失效形式研究 被引量：1
2
作者 张健 余超耘 +2 位作者 占草 代建港 祝令瑜 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期43-48,共6页
压接型高压IGBT是柔性直流输电用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中的核心器件,其在长期运行中逐渐发生热老化并最终失效,影响着MMC的运行性能。利用压接型高压IGBT的门极驱动信号演化规律监测器件状态对于是实现... 压接型高压IGBT是柔性直流输电用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中的核心器件,其在长期运行中逐渐发生热老化并最终失效,影响着MMC的运行性能。利用压接型高压IGBT的门极驱动信号演化规律监测器件状态对于是实现MMC子模块状态监测的重要手段。文中首先搭建了压接型IGBT功率循环试验平台,并在功率循环试验过程中定期测试器件门极驱动信号波形。结果表明随着老化循环次数的增加,压接型IGBT门极驱动电压上升沿米勒平台时间长度增大,门极驱动电流下降沿凹槽位置滞后。其次,对热老化失效以后的压接型IGBT芯片表面进行观测,发现芯片发射极门极氧化层附件出现裂纹,这一热老化失效形式是门极驱动信号变化的主要原因。最后,根据压接型IGBT内部多物理场耦合关系建立了有限元仿真模型,计算结果表明热应力在附加金属层与下钼层接触界面的边缘区域数值较大,在长期交变的应力疲劳后造成门极氧化层裂纹萌发,逐渐导致门极失效。文中研究结果说明了利用压接型高压IGBT门极驱动信号演化规律在线监测其门极老化状态具有一定意义。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 功率循环 压接型igbt 门极驱动信号 门极氧化层裂纹
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换流阀用与直流断路器用压接型IGBT器件差异分析 被引量：21
3
作者 赵志斌 邓二平 +2 位作者 张朋 张骏 黄永章 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期125-133,共9页
压接型IGBT器件以其耐受电压高、电流密度大、控制功率低、开关速度快以及双面散热等优势成为柔性直流输电系统中换流阀和直流断路器选用的理想器件。由于应用装备的差异,换流阀和直流断路器对于压接型IGBT器件分别提出了低通态压降和... 压接型IGBT器件以其耐受电压高、电流密度大、控制功率低、开关速度快以及双面散热等优势成为柔性直流输电系统中换流阀和直流断路器选用的理想器件。由于应用装备的差异,换流阀和直流断路器对于压接型IGBT器件分别提出了低通态压降和高短路关断能力的要求。分析了换流阀用压接型IGBT器件和直流断路器用压接型IGBT器件外部和内部电流、电压、温度和压力的差异,总结了两种器件应用过程中可能存在的主要失效原因,提出了封装设计中需要重点考虑的技术问题。 展开更多
关键词 压接型igbt器件 换流阀用压接型igbt器件 直流断路器用压接型igbt器件 电流 电压 温度 压力
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压接式IGBT器件内部并联支路瞬态电流均衡特性的研究 被引量：22
4
作者 唐新灵 崔翔 +3 位作者 赵志斌 张朋 温家良 张睿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期233-243,共11页
压接式IGBT(press pack IGBT,PPI)器件在高压大电流应用领域中越来越引起关注。在PPI器件的开关过程中,内部并联芯片的最大电流过冲决定了器件的使用极限。该文提出了一种新型圆周凸台布局方式,可使PPI器件开通过程中各个IGBT芯片支路... 压接式IGBT(press pack IGBT,PPI)器件在高压大电流应用领域中越来越引起关注。在PPI器件的开关过程中,内部并联芯片的最大电流过冲决定了器件的使用极限。该文提出了一种新型圆周凸台布局方式,可使PPI器件开通过程中各个IGBT芯片支路的电流过冲只超过额定电流的4.7%,各个续流二极管支路的电流完全一致。首先,采用Ansoft Q3D Extractor提取了PPI器件内部IGBT芯片发射极凸台支路和续流二极管并联凸台支路的电感参数矩阵,建立了用于分析PPI器件内部并联IGBT芯片和续流二极管支路开通与关断过程电流波形的等效电路,并基于实验测量方法,验证了所提电感参数的有效性。以2500V/600A的PPI器件为例,研究了该器件内部并联IGBT芯片和续流二极管支路的电流过冲及开关损耗特性。其次,基于该文定义的并联凸台支路的电流过冲系数和不均流因子,对现有的PPI器件内部凸台布局方式进行了优化。结果表明,优化后的凸台布局方式大大降低了PPI器件开通和关断过程中各个并联支路的电流过冲,且IGBT芯片的开关损耗更加均匀。该文的研究成果可以应用于更大电流参数的压接式IGBT器件内部并联芯片的布局设计。 展开更多
关键词 压接式igbt 瞬态电流分布 开关损耗 布局优化
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