IGBT模块功率损耗的产生机理、计算及模拟

分析了IGBT模块功耗的来源,根据其导通和开关波形讨论了功耗的定义和计算方法;介绍了如何根据模块数据手册估算IGBT及其续流二极管(FWD)的功耗,以及利用PSIM软件模拟模块在应用系统中的功耗;分别利用基本公式和PSIM软件模拟计算和比较了一个逆变电路中IGBT模块的功耗和最高结温。     

牵引变流器撬棒保护电路研究

针对牵引变流器IGBT器件失效故障导致炸损等严重后果的现状,分析了几种常见的IGBT功率模块失效模式,介绍了撬棒保护电路和原理,从电路分析和能量密度仿真角度定性和定量对比了各种失效模式下有无撬棒保护电路的差别,对于防止由于单管短路进而导致桥臂直通、降低故障IGBT功率模块损伤范围、防止已短路失效IGBT器件炸损,通过试...     

HiPak 6.5kV IGBT的开关特性及门极驱动电路对其影响

介绍了ABB对Hi Pak 6500V/750A IGBT模块反向恢复特性的研究,首创性地就di/dt对二极管和与之反向并联的IGBT的正、反向恢复特性的影响进行了研究;并分析了di/dt对IGBT模块的影响,可以确认di/dt在其反向恢复过程中起重要作用,即当di/dt过高时,IGBT和二极管芯片会发生损坏,并有可能随后导致变流器的桥臂间短路。文章指出IGBT和门极驱动之间的优化匹配对确保安全工作十分重要,只有这样Hi Pak模块的鲁棒性才能得以完全体现。     

机车IGBT模块应用失效研究

针对机车IGBT模块应用失效后发生炸损,造成失效原因很难查找的问题,分析IGBT模块在应用工况下的开关状态,得出5种失效模式类型。结合厂内和现场失效模式分布统计,对5种失效模式和早期失效以及应用过程中引起的失效进行原因分析,最后从应用和器件2个维度针对性提出设计改进意见。     

导通瞬态时续流二极管(FWD)反向恢复现象

研究IGBT模块中续流二极管(FWD)导通脉冲宽度(tw)很小时的反向恢复现象.通过仿真测得这种极限工作状态下FWD的电流、电压有关波形,对波形分析可得知导通脉冲宽度(tw)很小时的反向恢复是导致芯片损坏的原因.     

IGBT模块功率循环能力与可靠性试验

为验证IGBT模块的可靠性,分析了IGBT模块的封装结构,并在传统IGBT模块功率循环试验的基础上建立新的模型,通过具体的试验得到IGBT模块功率循环后失效状况,并对该状况进行分析。相对传统IGBT寿命预测和可靠性评估,该功率循环的新方法更加贴合实际应用工况,对IGBT失效分析具有借鉴作用。     

基于沟道状态的SiC MOSFET器件浪涌能力研究

得益于技术的进步,SiC MOSFET器件中的体二极管可靠性有极大的提升,并在部分领域和模块中取代了续流二极管。文章基于浪涌电流试验,对不同沟道状态下SiC MOSFET器件浪涌能力进行了深入研究。首先,搭建了浪涌电流试验平台,对CREE和Infineon两家公司的器件进行了浪涌电流试验;然后,测量和对比了试验前后器件的阈值电压、导通电阻、体二极管电压和漏极漏电流等特性的变化;最后,通过超声波扫描显微镜观察了器件失效前后内部结构的变化,并分析了器件的失效原因。试验结果表明,SiC MOSFET器件在浪涌电流冲击下,栅极可靠性和金属层可靠性共同决定了器件的可靠性:一方面,栅极可靠性高的器件,沟道导通有利于降低最高结温,提高浪涌电流下的可靠性;另一方面,栅极可靠性低的器件,沟道的关闭有利于保护栅极。     

一种大功率变流器模块在小电流下的失效研究

详述了一种大功率变流器模块在小电流下的工作特点,并进行了理论分析和研究性试验,归纳了在小电流下导致IGBT元件失效的因素,为大功率变流器的可靠性研究提供了参考。     

功率循环测试中衬底焊接层的可靠性

基板与陶瓷衬底之间的焊层寿命通常利用IGBT模块的被动加热和冷却(热循环)来测试,但这种试验会引起焊层失效(分层)。实际应用中,IGBT和二极管芯片是主动被加热的,诸如焊线脱落等其它模式的失效也会限制使用寿命,通常可通过功率循环试验来评估这种应力的影响。本文通过功率循环试验来评估衬底焊层的失效,利用高循环周次的测试进行有效的衬底焊层热循环试验,其关键在于功率循环过程中焊层温度的预测。在温度波动不大的条件下,比较了被动热循环和主动功率循环时对焊接寿命的影响。     

HX_D2型机车IGBT功率模块暑期烧损原因分析与对策

文章分析IGBT功率模块的失效形式,及其性能稳定性的影响因素;阐明了IGBT自身温度与开关损耗、拖曳电流损耗等相互关系,找到了暑期高温条件下IGBT功率模块频繁烧损的根本原因;提出落实加强水冷通风系统吹扫、风量测试等措施,以有效避免IGBT烧损故障。     

广州地铁移动式架车机停机失灵故障分析及措施

针对广州地铁2号线移动式架车机在使用中出现停机失灵的故障,根据移动式架车机的电气图纸和PLC程序,分析产生停机失灵故障的原因,提出了相应的解决措施,解决了问题。     

ZK4电空转辙机取消二极管方案探讨

针对ZK4电空转辙机控制电路中二极管可靠性问题，提出改进方案取消二极管，并通过理论计算及试验进行了方案论证。     

用离子辐照的快恢复二极管等离子体技术为什么比发射效率降低的快恢复二极管等离子技术好

文章依据较高线电压的扩展比较了具有扩展安全工作区(SOA)的2个4.5 kV二极管.为了改善反向恢复特性,必须降低通态过程中靠近阳极的过剩载流子浓度.为了控制阳极的注入效率,比较了工艺技术的2种状态,即发射掺杂降低和在p掺杂区离子辐照.根据正向低电流密度(如2 A/cm2)恢复时50%的低开关损耗,表明局部寿命控制技术比发射掺杂降低技术更具优势.因此,通态特性一致的器件选择了这种改善.此外,观察到了离子辐照二极管的软开关性能.由校准的计算机仿真提供了用实验方法得到的这种性能的解释.     

泥水盾构刀盘开裂和解体事故原因分析

广州2台泥水盾构刀盘在穿越512 m宽的珠江时分别发生刀盘严重开裂和解体事故.这类事故极其罕见.从刀盘的结构设计和制造质量、地质情况和施工控制等角度对事故原因进行了分析,总结了刀盘设计制造和使用中应注意的问题,以期引起业内同行的重视.     

质子辐照技术在软恢复二极管中的应用

介绍了质子能量与辐照深度的关系及质子剂量与软恢复二极管各项性能参数的关系,阐述了质子辐照技术的优越性,还介绢了在软恢复二极管研制中质子辐照配合电子辐照的实际应用。     

基于P-N结反向恢复过程的吸收电路的仿真设计

介绍了一种用PSPICE仿真软件设计晶闸管吸收电路的方法。该方法利用指数函数模拟P-N结反向恢复时的电流衰减过程，并用PSPICE的参数扫描功能获得吸收电路RC的最佳参数值。该方法适用于普通相控晶闸管和二极管的吸收电路参数设计，有较高的精度。     

基于二极管箝位级联拓扑变流器的直驱风电用变流技术

直接驱动型风力发电系统需要全功率变流器作为与电网的接口，多电平变流器的应用得到了广泛关注。二极管箝位五电平级联H桥拓扑，结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势，只需较少的箝位二极管和独立直流电源，即可进一步提高输出电压等级；使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路.可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。基于拓扑提出了消谐波SPWM和载波相移SPWM相结合的调制方法，能够方便地对二极管箝位级联拓扑进行控制，可以进一步提高等效载波频率，减小器件损耗和滤波器体积。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。     

FPGA在三相PWM逆变器死区补偿中的应用

为避免三相PWM逆变器中上下桥臂开关管发生直通短路故障,设置了死区。但死区使逆变器输出的电压基波幅值减小、谐波增加、调制频率受限制,尤其使电机的低速运行性能变差,必须对其进行补偿。在电流反馈补偿的原理基础上,应用FPGA借助VHDL语言编写的设计软件,对死区进行补偿,得到了很好的效果。     

钢轨失效分析数据库的开发与研制

总结钢轨失效分析数据库研究的主要工作.具体包括两部分内容:(1)钢轨失效分析数据库软件的设计、开发及功能;(2)钢轨失效分析数据库包括的主要内容:基本知识库、钢轨失效类型子库、钢轨失效分析图库、钢轨标准和技术条件子库和钢轨失效分析案例子库.钢轨失效分析数据库主要供从事钢轨失效分析工作及铁路工务部门的有关人员使用.     

北京地铁新型车辆与救援

以北京地铁1号线车辆为例,分析新型地铁车辆在运营中存在的问题及其对救援的影响。事故救援多因列车走行部重要部位（排障器、安装支架）断裂、齿轮箱吊挂装置脱落等恶性事故引发,此时当事司机无力回天,专业抢险队伍的迟缓往往造成运营瘫痪。HRDA型制动控制装置实用、简便,但其制动压力信号采集却存在着隐患;SFM型城轨车辆安装了NABCO的制动控制装置、KNORR的踏面制动单元及带停放制动装置的踏面制动单元,但列车制动系统与停放制动系统却没有形成完美的组合,致使停放制动成为列车故障救援时的桎梏,因此,在新型车辆的应用中,解决好列车的停放制动,就是为运营线上列车的故障救援提供最大的方便。