IGBT器件封装用有机硅凝胶宽频介电特性与温度影响

有机硅凝胶材料作为IGBT器件封装用绝缘材料,在器件的运行工况下,器件承受着重复性导通关断电压,对应频谱宽,且器件损耗将引起温度升高。为了能够准确分析器件内部电场特性,运用频域介电谱技术对有机硅凝胶在宽频、宽温度范围内的介电特性进行研究,利用叉指电极,实现对有机硅凝胶在不同温度下的宽频介电谱测试。采用Cole-Cole介电模型对实验数据进行拟合,并分析温度对Cole-Cole模型特征参量的影响规律。研究结果表明：频率和温度对有机硅凝胶的介电特性均有较大影响,在低频高温下,有机硅凝胶材料相对复介电常数的实部、虚部都显著增加。在所提取的Cole-Cole介电模型的特征参量中,直流电导率σ₀及特征参量Δε₁与温度之间的关系都满足Arrhenius方程,热活化能分别为0.233 eV与0.691 eV;弛豫时间τ₁和τ₂随温度的变化规律有所不同,但在高温时都明显增加。对半导体器件封装用有机硅凝胶材料介电特性的认知可以为器件内部电场分析和绝缘设计提供基础数据支撑。     

IGBT器件封装用有机硅凝胶宽频介电特性与温度影响

有机硅凝胶材料作为IGBT器件封装用绝缘材料,在器件的运行工况下,器件承受着重复性导通关断电压,对应频谱宽,且器件损耗将引起温度升高。为了能够准确分析器件内部电场特性,运用频域介电谱技术对有机硅凝胶在宽频、宽温度范围内的介电特性进行研究,利用叉指电极,实现对有机硅凝胶在不同温度下的宽频介电谱测试。采用Cole-Cole介电模型对实验数据进行拟合,并分析温度对Cole-Cole模型特征参量的影响规律。研究结果表明：频率和温度对有机硅凝胶的介电特性均有较大影响,在低频高温下,有机硅凝胶材料相对复介电常数的实部、虚部都显著增加。在所提取的Cole-Cole介电模型的特征参量中,直流电导率σ₀及特征参量Δε₁与温度之间的关系都满足Arrhenius方程,热活化能分别为0.233 eV与0.691 eV;弛豫时间τ₁和τ₂随温度的变化规律有所不同,但在高温时都明显增加。对半导体器件封装用有机硅凝胶材料介电特性的认知可以为器件内部电场分析和绝缘设计提供基础数据支撑。     

温度对发电机主绝缘频域介电响应的影响研究

为研究温度对大型发电机主绝缘频域介电响应的影响,将频域介电谱技术用于发电机主绝缘老化状态的无损诊断,在不同温度下进行发电机线棒试样的频域介电谱测试,基于双弛豫Cole-Cole模型,分析了温度对环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响。结果表明:随着温度升高,复介电常数实部??和虚部??的频谱曲线整体向上和向高频方向偏移;在-103~103Hz范围内,双弛豫Cole-Cole模型可以准确描述发电机主绝缘的频域介电谱;温度升高加强了界面极化强度和偶极子转向极化强度,在虚部??频谱内,界面极化弛豫起主导作用的频率范围变宽;不同温度下的界面极化弛豫时间常数和直流电导率满足Arrhenius方程。根据过渡态理论,计算得到界面极化弛豫对应的活化焓为103.1k J/mol;活化熵随温度升高而增大,表明绝缘体系有序性减小;活化能减小,表明各种极化过程更易完成。因此可用过渡态理论解释发电机主绝缘频域介电谱的温度依存性。     

大型发电机主绝缘的Cole-Cole模型频域介电温度特性研究

为研究温度对发电机环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响,在实验室条件下,测试了不同温度下发电机线棒试样的频域介电响应,采用双弛豫Cole-Cole模型对测量数据进行拟合,分析了温度对环氧云母绝缘频域介电谱特性的影响原因。结果表明,双弛豫Cole-Cole模型能够准确拟合测试值,温度升高会加强空间电荷极化和转向极化,使复介电常数实部ε'和虚部ε″的频谱曲线整体上移,低频段增大幅度高于高频段;同时温度升高会减小介质的松弛极化时间,使频谱曲线向高频方向移动。因此在应用介电响应法评估环氧云母绝缘老化状态时,必须考虑温度的影响。     

挤压应力和热应力下电缆绝缘用三元乙丙橡胶的介电频谱分析

三元乙丙橡胶(EPDM)电缆在运行过程中经常受到多应力共同作用致使其性能劣化.为了解释三元乙丙橡胶电缆在挤压应力和热应力共同作用下介电性能的变化规律和机理,以采煤机电缆绝缘用三元乙丙橡胶为研究对象,测量挤压应力和热应力共同作用下三元乙丙橡胶的介电频谱,利用经直流电导率修正的单弛豫Cole-Cole模型,结合模型下的复介电常数表达式对介电谱进行拟合,得到介电谱特征参量,分析其中直流电导率和弛豫时间常数的变化规律.结果表明:温度和挤压应力对三元乙丙橡胶的复介电常数有明显的影响.温度较高时,低频下的复介电常数实部增大明显;受直流电导率和极化影响,当挤压应力增大后,随温度升高,低频下的复介电常数实部增大趋势变缓,较高频率下则逐渐减小.因此,挤压应力和温度共同造成直流电导变化是影响三元乙丙橡胶复介电常数变化的关键.     

宽频带油纸绝缘介电响应的全过程谱图提取和定量分析

为深入而全面地解释油纸绝缘材料在宽频带内介电响应的微观机理,基于普适弛豫定律和凝聚态物理经典理论,利用响应谱图受温度影响的频移特性,通过势垒能级这一本征参量建立油纸绝缘材料频域介电谱与热刺激电流曲线在表征同类介电过程时的联系,并进一步以复介电常数实部与虚部关联关系和复介电常数一阶偏微分方程的数据处理手段,形成具有可靠理论依据的宽频带介电过程微观机理综合分析新方法。基于此,依次在宽频带内提取和观察了电荷的各类运动过程。分析结果表明,在较宽温度范围内,油纸绝缘材料的频域介电谱曲线从低频到高频依次包括低频弥散、交流电导和电极极化、界面极化及偶极子转向极化等独立介电过程,并根据相关理论模型和试验数据对上述各独立过程进行定量研究,确定其微观物理机制、频谱函数和发生条件。该研究揭示了油纸绝缘材料在全频域范围的电荷运动规律,为频域介电谱法应用于电力设备绝缘评估提供了新的理论分析思路。     

采用修正Cole-Cole模型提取油纸绝缘频域介电谱的特征参量方法

为了定量描述变压器油纸绝缘频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)随温度、水分、老化程度等绝缘状态的变化关系,引入了修正Cole-Cole模型研究油纸绝缘的FDS特性,提出采用该模型参量作为油纸绝缘FDS的特征参量,以反映其绝缘性能,并给出了模型的初始值设定方法及优化目标函数。在不同温度下采用三电极测量了油纸绝缘试品的频域介电谱特性,提取了模型的参量并分析其变化规律。结果表明,在10-3～103 Hz频率范围,可以采用单弛豫时间常数的修正Cole-Cole模型来描述油纸绝缘的频域介电谱,该模型将频域介电响应分解为弛豫、直流电导和跳跃电导3个分量的叠加。温度主要影响弛豫分量和直流电导分量,且上述两个分量所对应的时间常量τ和直流电导率σdc随温度变化满足Arrhenius方程。     

温度和水分对大型发电机主绝缘FDS特性影响的试验研究

为实现将频域介电谱技术用于发电机主绝缘状态的无损诊断,在实验室条件下系统的研究了测试温度对20 k V定子线棒绝缘在10-3~103 Hz范围内频域谱变化规律的影响因素,运用电介质极化理论对频域介电现象进行机理分析,建立Debye模型并基于过渡态理论提出求取定子线棒绝缘活化能DG1和活化熵DS1的新方法。此外,由于定子线棒运行存在吸湿情况,简要分析了不同水分含量线棒绝缘的介电特性。结果表明:随温度和水分含量的升高,介损和复介电常数虚部呈规律性增大且弛豫峰向高频区域移动;建立的3支路Debye弛豫模型拟合值与实验测量值相符,弛豫参数电阻值随温度升高而减小,电容值基本不受影响;选取特征参数活化能和活化熵可表征主绝缘随温度变化的特性,界面极化弛豫时间常数t1与绝对温度T满足Arrhenius方程,利用Debye模型拟合参数t1求解出的活化能DG10(30℃)为74.26 kJ/mol,运用过渡态理论能够阐释发电机主绝缘频谱介电性能的温度依存性;采用"频温平移因子"可实现将已知温度下的频域介电特征量折算到未知温度,消除测试温度对频域介电谱的影响。     

温度对碳化硅器件封装用有机硅弹性体陷阱特性的影响

有机硅弹性体作为一种高分子聚合物，因具有良好的耐高温性能、绝缘强度以及与芯片的相容性，已在碳化硅功率器件中得到应用。目前国内外针对有机硅弹性体在高温下的绝缘特性研究较少，而介质的陷阱特性与其绝缘性能密切相关，研究有机硅弹性体的陷阱特性及其受温度的影响，对于该种灌封材料在碳化硅器件封装中的应用具有重要意义。为此，采用表面电位衰减法(surfacepotentialdecay,SPD)测量了有机硅弹性体在温度20～250℃范围内的表面电位衰减曲线，提取了不同温度下有机硅弹性体的陷阱电荷能级密度分布和迁移率等微观参数，建立了有机硅弹性体迁移时间、迁移率、电位衰减时间常数随温度变化的拟合表达式，分析了温度对有机硅弹性体陷阱特性的影响机制，确定了有机硅弹性体陷阱捕获电荷数量最大时的温度阈值。此外，结合有机硅弹性体陷阱特性，从载流子输运的角度解释了该材料电导率、迁移率以及深浅陷阱的电位衰减时间常数之差随温度变化的规律，并通过分析有机硅弹性体的微观结构特征，解释了该材料陷阱特性的极性效应。相关结果可以为不同温度下有机硅弹性体绝缘特性的认知提供支撑。     

温度对油浸式套管Cole-Cole介电模型参数的影响

为了能够更好地利用Cole-Cole介电数学模型诊断油浸式套管受潮状态,需要解析温度对油浸式套管Cole-Cole介电模型参数的影响。在实验室制备了72.5kV油浸式套管,并在不同测试温度下对油浸式套管进行了频域介电响应测试,采用带修正的双弛豫Cole-Cole介电模型对实验数据进行了拟合,并分析了温度变化对油浸式套管频域ColeCole介电模型参数的影响。结果表明:油浸式套管Cole-Cole介电模型中的直流电导率σdc与热力学温度T的关系与变压器中的相关研究一致,满足Arrhenius关系,而弛豫时间和弛豫强度与变压器的研究结果有明显的区别;其中油浸式套管弛豫时间τ1随测试温度的升高呈指数式减小,τ2随温度的升高而下降且下降过程中存在一个放缓区;弛豫强度Δε1随测试温度的升高指数式增加,Δε2随温度升高呈现出先增大后减小再增大的趋势。     

大容量高速开关装置的应用

根据部分电厂高压开关开断容量不足的情况,介绍了其替代产品大容量高速开关装置的原理、特点与实际应用情况,并介绍了各项参数选择的原则。     

大功率高压高频变压器模式和损耗分析

介绍了大功率、高压、高频变压器的特性及设计特点,并对其设计模式及损耗特性进行了分析。     

高稳定度频率合成高频信号发生器

文中提出使用全集成电路设计制作的具有高稳定度的高频锁相环频率合成信号发生器,其频率调节采用十进制,直观方便,可用作通用的高频信号发生器,也可方便地用作调频无线电广播发射机的高频信号源.     

高频高压谐振功率变换器工作模式的分析

本文介绍一种高频高压谐振功率变换器,利用高频升压变压器的寄生参数作为谐振元件,与外加谐振电容组成串并联谐振环节。采用断续谐振电流的工作方式,实现功率开关管的软开关。本文在分析电路的临界工作状态基础上,得出了临界负载电阻的表达式;当输出负载大于或小于临界负载电阻时,电路的工作模式顺序以及正反向谐振过程的时间均不一样,为系统的设计提供了理论依据。最后,本文设计了一台实验样机进行实验验证,并给出了实验结果。     

大容量多电平变换器拓扑-现状与进展

自20世纪80年代以来,随着电力电子技术的飞速发展,大容量多电平变换器得到广泛应用并日趋高性能化.大容量一般是指功率等级在数百千瓦以上.实现大容量变换的途径有高电压、大电流,在实际应用中以高电压大容量更为典型,而其中多电平变换技术则是实现高电压大容量的关键.本文对多电平变换技术的发展进行了回顾、比较以及总结,同时,还着重介绍了近几年国内外在这一领域研究的最新成果.基于此,对大容量多电平变换技术的发展趋势进行了展望,希望对大容量多电平变换技术进一步的研究提供了一个参考.     

一种高电磁兼容性高压开关电源

研制了电磁兼容测试仪的高压开关电源,为克服开关电源易产生较强电磁干扰的缺点,采用吸收变压器抑制高频逆变器产生的电磁辐射,仿真分析证明该措施确实使电磁辐射大为减少。同时采用改进的滤波器抑制共模、差模信号的传播干扰,设计新型的光藕隔离触发电路以提高电路的整体抗干扰能力,使电源的电磁兼容性整体上提高,经运行证明其性能良好,可使用在复杂的电磁环境中。     

新型模块式高频高压大功率开关电源的设计——模块PF1000A-360和IPM-4M的应用

本文介绍由PF1000A-360型AC-DC功率变换模块和IPM-4M型全桥式DC-AC高频大功率变换模块组合设计的新型模块式高频(22～25kHz)高压(100～120V)大功率(1000W)开关电源。并阐明该开关电源的设计方法、工作原理及模块特点。     

大功率高频高压变压器的试验及故障分析

为分析一台大功率高频高压变压器的故障原因,搭建了试验平台并对该故障变压器和同等规格的无故障变压器进行了空载试验和波形录制;采用电流波形比较法对比分析了试验波形以总结其波形特点;根据变压器的绝缘结构提出了考虑寄生参数的等效电路并给出简化工作电路。研究表明空载电流大是由分布电容引起,而非气隙异常导致。通过电流波形比较,得出高压线包(层、匝)间绝缘击穿的故障结论,与拆卸观察结果相符合。     

高科技、高质量、高服务--访海信北京营销中心陈鹏经理

记者:陈经理,你好!首先请你给我们介绍一下海信北京营销中心以及海信品牌在北京的发展情况好吗?陈:好的。我们海信北京营销中心所辖的产品主要包括电视、空调、电脑这三大系列。从目前来看海信产品在北京家电市场上的销售情况还是不错的,据有关部     

高压大功率器件用高温栅偏测试装置研制

为准确评估硅IGBT和碳化硅MOSFET等高压大功率器件不同电应力及热应力条件下的栅极可靠性,研制了实时测量皮安级栅极漏电流的高温栅偏（high temperature gate bias,HTGB）测试装置。此外,该测试装置具备阈值电压在线监测功能,可以更好地监测被测器件的状态以进行可靠性评估和失效分析。为初步验证测试装置的各项功能和可靠性,运用该测试装置对商用IGBT器件在相同温度应力不同电应力条件下进行分组测试。初步测试结果表明老化初期漏电流逐渐降低,最终漏电流大小与电压应力有良好的正相关性,栅偏电压越大,漏电流越大。该测试装置实现了碳化硅MOSFET器件和硅IGBT器件对高温栅偏的测试需求且适用于各种类型的封装。