基于循环神经网络的IGBT退化特性参数研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)在应用中存在器件退化问题,分析了采用数据驱动技术实现退化特性参数识别的合理性,并提出了一种基于循环神经网络的分析方法.该方法通过选择集电极-发射极关断峰值电压作为退化特性参数,采用循环神经网络建模,实现退化特征参数的预测.采用了NASA PCoE研究中心提供的IGBT加速老化数据集,进行数据预处理,得到IGBT关断尖峰电压序列,并划分出训练集和测试集,其中训练集用于训练循环神经网络,测试集用于评估方法的准确性,实验结果表明循环网络相比于经典机器学习算法具有更高的预测精度.     

IGBT的低温特性及计算机仿真

研究了非穿通型(Non-PunchThrough,NPTI)GBT在77～300K之间的暂稳态特性。研究表明,低温环境下NPT-IGBT的通态压降、寄生PNP晶体管电流增益和关断时间均有减小,门槛电压和跨导增加。在总结并改进硅材料主要参数在低温区的温度模型基础上,分析了NPT-IGBT低温特性的物理机制,并实现其关键参数随温度变化趋势的计算机仿真,仿真结果与实验数据取得一致。     

用于工业牵引的软穿通IGBT技术大功率模块

随着1.7 kV SPT(软穿通)IGBT LoPak密集型封装结构模块类型的引入,为进一步开发利用新的1.7 kV SPTIGBT和二极管芯片的特性,研发了电压为1.7kV,电流额定值为2.4 kA新封装类型的模块,该模块采用了E1和E2工业标准模块封装形式.在长期高可靠性应用的经验基础上,设计了新的封装类型,其特性适用于牵引市场.讨论了1.7 kV SPT IGBT(E1/E2)模块范围的特性,尤其论述了改进的静态和动态特性.     

NPT型IGBT静态模型分析及仿真

对非穿通型绝缘栅双极晶体管 (NPT IGBT)的静态工作特性进行了理论分析。从IGBT结构入手 ,把它看作MOSFET驱动的BJT ,从其包含的BJT和MOSFET分别讨论。并且对比了传统BJT模型和IGBT中包含的BJT模型的分析方法 ,详细讨论了用双极传输方程分析BJT模型。在MATLAB的仿真环境中添加相应的模型描述语言S function ,实现静态特性 ,为实现动态仿真提供前提条件     

IGBT集电极漏电流特性及影响分析

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)集电极漏电流是评价其性能的一个重要电气参数,反映的是正向阻断特性,与阻断电压和温度相关.基于IGBT结构和PN结反向电流原理,分析了IGBT集电极漏电流的组成特性,在低温阶段以阻断电压引起的产生电流为主,在高温阶段以温度引起的扩散电流为主,低温至高温的转变温度约为125℃,并从热平衡角度分...     

IGBT并联动态不均流温度特性研究

绝缘栅双极型晶体管( IGBT)并联集成技术在现代电力电子领域中得到了日益广泛的应用,通常认为只要IGBT在初始工作时处于安全范围内,即使发生不均流也能正常工作.然而,IGBT工作一段时间后,产生的温度变化会对动态不均流产生影响.这里研究了温度对IGBT并联动态不均流的影响,设计了一组IGBT并联实验,采集了并联两模块...     

内透明集电极IGBT开关特性及短路特性仿真研究

针对内透明集电极(internal transparent collector,ITC)绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)结构的短路特性进行数值模拟研究,通过模拟仿真明确了缓冲层掺杂浓度、局域载流子寿命控制区位置及局域载流子寿命参数对ITC-IGBT的导通特性、开关特性、短路特性的影响。通过优化折中器件的缓冲层掺杂浓度、局域寿命控制区寿命参数和局域寿命控制区位置的关系,在器件特性满足要求的同时,改善器件的抗短路能力。文章最后给出一种可供参考的具有良好抗短路能力的IGBT器件设计方法,确定了缓冲层浓度的最低值和局域载流子寿命最大值,明确了局域寿命控制的合理范围。     

温度对3种IGBT结构通态特性的影响

从温度对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)通态特性影响出发,建立了3种1200 V穿通型-IGBT(PT-IGBT),非穿通型-IGBT(NPT-IGBT)和场阻止-IGBT(FS-IGBT)结构模型,分析了通态模型中通态电流和压降的组成成分,仿真了3种IGBT结构的通态温度特性,分析了温度对3种IGBT结构通态特性的影响,得出了PT-IGBT的通态压降具有负温度系数,NPT-IGBT和FS-IGBT的通态压降在不同电流下的两种温度系数及温度对FS-IGBT的通态压降影响最小等结论。     

采用第6代IGBT硅片的IGBT模块

从2007年开始上市的最新NX系列绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)模块,采用统一的封装和功率硅片.其端子和电路结构具有前所未有的灵活性.在NX系列开发的第1阶段,采用的第5代载流子存储式沟槽型双极型晶体管(Carrier Stored Trench Gate Bipolar Transistor,简称CSTBTTM)硅片技术实现了高效性能.介绍在NX系列开发的第2阶段所采用的1.2 kv第6代IGBT硅片技术.新的第6代IGBT模块进一步提高了效率并降低了噪声,从而拓宽了客户的应用范围.     

IGBT关断瞬态过压击穿特性研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)过压击穿是一种常见的失效方式,由于线路和器件内部分布杂散电感,关断瞬态时会产生过大的电压尖峰从而引起过压击穿,通常误认为一旦发生过压击穿IGBT就会发生破坏性失效.针对此问题,基于IGBT结构和PN结雪崩电压击穿特性,从理论和实验出发研究了IGBT发生过压击穿时的工作特性和失效机理,说明了...     

IGBT功率模块键合线故障下的温度特性研究

针对IGBT功率模块不断承受温度变化和功率循环后导致的键合线脱落(典型故障之一),基于红外探测法和热电阻接触测温法,研究了IGBT模块键合线故障下从芯片到底板的稳态热阻抗、芯片温场分布和温度变化。研究表明:键合线脱落不会影响IGBT模块从芯片到底板的稳态热阻抗值;键合线脱落后,芯片表面温场分布不均且芯片中心温度变化率增大。这些温度变化特性均可作为诊断键合线故障的重要依据。     

IGBT栅极驱动电路的特性分析和应用

详细叙述了功率绝缘栅双极型晶体管IGBT 对驱动电路的特殊要求以及设计驱动电路应该考虑的问题,概述了IGBT驱动电路的常用类型,并给出了几个具有实用意义的典型电路.     

IGBT串联型电压源换流器的桥臂直通机理分析

应用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)串联组件是提高电力电子装置耐压最直接的方法,但将门极RCD有源均压电路应用于五段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电压源换流器(VSC)时,可能会产生桥臂直通短路现象。从均压电路工作原理出发,分析IGBT均压箝位电容电压突增导致换流器桥臂直通短路的机理,并通过实验验证了该桥臂直通短路现象的存在,基于门极RCD有源均压的串联IGBT组件不宜用于五段式SVPWM的VSC中。     

压接型IGBT器件封装结构中PEEK框架的绝缘特性分析

为了改善压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件子模组中聚醚醚酮(PEEK)框架的绝缘性能,探讨了PEEK电导率表征模型和测量方法,分析了电导率经验模型中引起电导率改变的主要因素及其对PEEK框架绝缘性能的影响。结果表明:温度为影响电导率变化的主要因素,但不同温度条件下的电场仿真计算表明,PEEK框架温度不影响IGBT器件中子模组的电场分布和绝缘性能。通过仿真计算发现,增大PEEK框架与芯片间气隙距离可以显著提高压接型IGBT器件的绝缘性能。     

NPT型IGBT静态模型分析及仿真

对非穿通型绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的静态工作特性进行了理化分析.从IGBT结构入手,把它看作MOSFET驱动的BJT,从其包含的BJT和MOSFET分别讨论.并且对比了传统BJT模型和IGBT中包含的BJT模型的分析方法,详细讨论了用双极传输方程分析BJT模型.在MATLAB的仿真环境中添加相应的模型描述语言S-function,实现静态特性,为实现动态仿真提供前提条件.     

IGBT逆变电源的抗负荷冲击研究

介绍了ＩＧＢＴ逆变电源的工作原理，分析了冲击性负荷对逆变电源造成的不利影响。提出一种简单，可靠的抗冲击控制电路。并用实验得到了证实。     

IGBT模块封装工艺的研究

随着能源技术的发展,电力电子器件日益受到人们的关注,绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)作为功率半导体的主流器件在能源领域得到了广泛应用。目前IGBT模块已经在电动汽车、高速铁路以及电力设备等领域发挥着不可替代的作用。IGBT模块的封装作为一个新兴产业越来越受到人们的关注。以IGBT模块的封装工艺为研究对象,确定模块封装两次焊接的顺序,选择两次焊接的焊料,确定焊接温度及回流温度曲线。最终焊接效果良好,有效地提高了IGBT模块封装的工艺水平。     

IGBT结温及温度场分布探测研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)采用传统的集总参数热路法只能得到一个平均结温,不能获得芯片表面的温度场分布,因此有必要开展结温探测及温度场分布研究.先在数值仿真软件ANSYS热仿真分析环境里采用有限单元法(FEM)得到模块温度场分布,利用红外热成像仪探测IGBT模块芯片表面结温,获得了结温瞬态温度场分布,分析了结温温升及...