三相逆變系統(tǒng)中IGBT功率模塊溫度影響研究.pdf

1、由于IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模塊存在不同潛在缺陷，長期功率、溫度沖擊會造成不同模塊之間疲勞積累及退化方向的差異，導(dǎo)致不同IGBT之間溫度不平衡，進(jìn)而加劇其電熱性能退化。IGBT作為變流系統(tǒng)的核心部件，其能否可靠工作影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，研究IGBT模塊溫度與電參數(shù)之間關(guān)系及其準(zhǔn)在線試驗(yàn)系統(tǒng)，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　為了控制和檢測IGBT模塊電參數(shù)及溫度，設(shè)計(jì)

2、了IGBT模塊電參數(shù)可調(diào)控的三相逆變試驗(yàn)系統(tǒng)與IGBT模塊溫度控制及采集系統(tǒng)。
　　首先，建立IGBT模塊平均功率計(jì)算模型，挖掘影響其溫度的關(guān)鍵電參數(shù)（集射極電壓、集電極電流、開關(guān)頻率及驅(qū)動死區(qū)時間），并通過恒溫箱單脈沖試驗(yàn)、電應(yīng)力加熱試驗(yàn)及Ansys有限元仿真等方式進(jìn)一步對所選取的電參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證分析，為三相逆變試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供方向。其次，設(shè)計(jì)并搭建IGBT模塊功率可調(diào)控的三相逆變試驗(yàn)系統(tǒng)，結(jié)合DDS（直接數(shù)字頻率合成）與FPG

3、A（現(xiàn)場可編程邏輯陣列）技術(shù)，對三相逆變電路的IGBT門極驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，實(shí)現(xiàn)對IGBT模塊變頻、定寬及死區(qū)時間的驅(qū)動控制。再次，設(shè)計(jì)并搭建IGBT模塊結(jié)溫、殼溫的實(shí)時采集系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)殼溫上、下限可調(diào)的IGBT模塊溫度循環(huán)沖擊試驗(yàn)。最后，對試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，研究集電極電流與模塊溫度的關(guān)系、開關(guān)頻率與模塊溫度的關(guān)系、結(jié)溫-殼溫關(guān)系、功耗-殼溫關(guān)系及死區(qū)時間-殼溫關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，所研發(fā)的試驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對IGBT模塊關(guān)鍵電參數(shù)的檢