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: 周雒维 孙鹏菊 彭英舟 李亚萍 蔡杰
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 可靠性 老化 失效 状态监测 IGBT模块
• 年，卷（期）: 2018,（14）
• 所属期刊栏目: 电力电子
• 页码范围: 3202-3212
• 页数: 11页
• 分类号: TM46
• 字数: 6240字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.170779

摘要

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VCE(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VCE(on),根据VCE(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VCE(on)不受温度影响,然后阐明IGBT模块老化对VCE(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VCE(on)进行测量和分析.实验结果表明,在特定条件下,IGBT模块的VCE(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.