压力对换流阀用压接型IGBT器件功率损耗的影响

作者：申雅茹; 邓二平; 赵志斌; 李金元; 黄永章

来源：半导体技术, 2017, 42(09): 687-695.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2017.09.008

• 换流阀
• 压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件
• 功率损耗
• 压力
• 有限元仿真法

功率损耗一直是功率半导体器件应用时备受关注的问题。压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件靠外部压力使内部各个组件保持电气和机械连接,因此压力直接或间接地影响着压接型IGBT器件的功率损耗。将压接型IGBT器件工作时产生的结温作为耦合变量引入,基于此建立了IGBT器件应用于调制脉宽(PWM)换流设备时的功率损耗计算模型,并详细分析了影响功率损耗的各种因素,包括机械压力、开关频率等。以换流阀用3 300 V/1 500 A压接型IGBT器件为例,采用有限元法研究了压力对压接型IGBT器件功率损耗的影响,重点探讨了器件内部各芯片功率损耗的变化情况。结果表明,增加压力一定程度上可以降低压接型IGBT器件的功率损耗,改善器件内部芯片结温分布不均的问题。

• 单位
  新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学; 全球能源互联网研究院