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功率循环过程中铝金属化层微观结构演变对其电气性能影响的研究
A Study on the Effect of Microstructure Evolution of the Aluminum Metallization Layer on Its Electrical Performance During Power Cycling
| 作者 | Jingyi Zhao · Tong An · Chao Fang · Xiaorui Bie · Fei Qin · Pei Chen · Yanwei Dai |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2019年11月 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | IGBT 功率模块 可靠性分析 热仿真 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | IGBT 功率循环 铝金属化 微观结构演变 电阻退化 可靠性 电力电子 |
语言:
中文摘要
本文量化了高功率IGBT模块在功率循环过程中,铝金属化层微观结构重构与电阻退化之间的相关性。通过电子和离子显微镜技术,深入研究了铝金属化层在热机械应力下的微观演变机制,为功率器件的寿命预测与可靠性评估提供了理论支撑。
English Abstract
The study presented in this paper contributes to the quantification of the correlations between resistance degradation and Al metallization layer reconstruction observed in high-power insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules during power cycling. The microstructure evolution that occurs in the Al metallization layer during power cycling was investigated via electron and ion microscopy, and...
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SunView 深度解读
IGBT模块是阳光电源组串式逆变器、集中式逆变器以及PowerTitan/PowerStack储能变流器(PCS)的核心功率器件。功率循环导致的铝层重构是引起器件失效的关键因素。该研究揭示的失效机理有助于研发团队在产品设计阶段优化功率模块的封装工艺,提升在极端工况下的热机械稳定性。建议将此研究成果应用于iSolarCloud平台的故障诊断算法中,通过监测电阻退化特征,实现对逆变器及储能PCS功率模块的早期预警与全生命周期健康管理,从而显著降低运维成本,提升系统可靠性。