IGBT开关诱导产生机械应力波的低压试验研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是新能源发电、智能电网、高压输电等领域实现电能有效变换和利用的关键电力电子设备。IGBT的状态监测是电力电子装置可靠性监测的基础。现有基于电磁热参数的检测方法难以同时满足快速、无损和在线的检测需求。在开关状态下，IGBT内部电磁力多物理场相互作用会产生机械应力波信号，信号的特征参数可有效表征IGBT的状态，因此未来有潜力成为一种新的IGBT状态监测方法。该文从信号的产生机理、试验系统的搭建、试验结果分析3个方面对低压条件下IGBT的不同开关状态所产生的声发射信号展开研究，得出IGBT在开通和关断瞬间都会产生应力波信号，并得出信号的主要组成成分和频率范围；开通时刻的应力波信号脉冲尖峰幅值与集电极电压V_CE呈线性相关；高频电磁波与V_CE相关，脉宽会影响频率点的密集程度，并且无V_CE时也会有应力波信号产生。