压接型高压IGBT门极驱动信号演化规律及失效形式研究

压接型高压IGBT是柔性直流输电用模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）中的核心器件,其在长期运行中逐渐发生热老化并最终失效,影响着MMC的运行性能。利用压接型高压IGBT的门极驱动信号演化规律监测器件状态对于是实现MMC子模块状态监测的重要手段。文中首先搭建了压接型IGBT功率循环试验平台,并在功率循环试验过程中定期测试器件门极驱动信号波形。结果表明随着老化循环次数的增加,压接型IGBT门极驱动电压上升沿米勒平台时间长度增大,门极驱动电流下降沿凹槽位置滞后。其次,对热老化失效以后的压接型IGBT芯片表面进行观测,发现芯片发射极门极氧化层附件出现裂纹,这一热老化失效形式是门极驱动信号变化的主要原因。最后,根据压接型IGBT内部多物理场耦合关系建立了有限元仿真模型,计算结果表明热应力在附加金属层与下钼层接触界面的边缘区域数值较大,在长期交变的应力疲劳后造成门极氧化层裂纹萌发,逐渐导致门极失效。文中研究结果说明了利用压接型高压IGBT门极驱动信号演化规律在线监测其门极老化状态具有一定意义。     

充电桩用充电模块劣化状态评估技术研究

在长期运行过程中,充电桩用充电模块的运行性能会因内部元器件状态劣化而降低。提出了一种基于元器件劣化状态的充电模块整体劣化状态评估技术。首先,构建充电模块仿真模型研究其在金属氧化物半导体场效应晶体管和铝电解电容状态劣化时的运行特性;其次,搭建充电模块劣化状态评估实验平台,测量元器件劣化参数;最后,建立评价模型评估充电模块的整体劣化状态,并得到转换效率与整体劣化状态之间的映射关系。实验结果验证了所提方法的有效性。     

充电桩用充电模块劣化状态评估技术研究

在长期运行过程中,充电桩用充电模块的运行性能会因内部元器件状态劣化而降低。提出了一种基于元器件劣化状态的充电模块整体劣化状态评估技术。首先,构建充电模块仿真模型研究其在金属氧化物半导体场效应晶体管和铝电解电容状态劣化时的运行特性;其次,搭建充电模块劣化状态评估实验平台,测量元器件劣化参数;最后,建立评价模型评估充电模块的整体劣化状态,并得到转换效率与整体劣化状态之间的映射关系。实验结果验证了所提方法的有效性。     

高压IGBT劣化机理分析及状态监测技术研究综述

基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电(VSC-HVDC)技术在电力传输等领域得到广泛应用.高压IGBT的劣化机理分析及状态监测技术对于保证MMC的可靠性具有重要意义.高压IGBT有焊接型和压接型两种不同的封装形式.目前焊接型IGBT的劣化机理研究综述较多,但是缺乏压接型IGBT的相关总结.因此,首先总结了压接...