基于特定集电极电流下饱和压降的IGBT模块老化失效状态监测方法

作者：李亚萍; 周雒维; 孙鹏菊; 彭英舟; 蔡杰

来源：电工技术学报, 2018, 33(14): 3202-3212.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170779

• 可靠性
• 老化
• 失效
• 状态监测
• IGBT模块

为提高功率变流器的可靠性,提出一种基于特定条件下集射极饱和压降V_(CE(on))的IGBT模块老化失效状态监测方法。特定集电极电流条件指的是不同温度下的多条IC-VCE输出特性曲线的交点对应的集电极电流,监测对应的V_(CE(on)),根据V_(CE(on))的变化可以对IGBT模块的健康状态进行评估。该方法可以忽略芯片结温对评估结果的影响。首先根据IGBT模块饱和压降的等效模型,结合IGBT模块输出特性曲线的特点,分析得出曲线交点处对应的V_(CE(on))不受温度影响,然后阐明IGBT模块老化对V_(CE(on))的影响关系。最后分别采用对IGBT模块进行加速老化实验验证方法和人为逐根剪断键合线模拟老化情况的验证方法,对不同工况下IGBT模块的V_(CE(on))进行测量和分析。实验结果表明,在特定条件下,IGBT模块的V_(CE(on))不受芯片结温的影响,只与模块老化程度有关,可作为IGBT模块老化状态监测的特征参数,实验结果与理论分析一致。

• 单位
  输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室; 石河子大学; 重庆大学