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系统级仿真中高功率IGBT模块芯片级电热应力计算方法
Chip-Level Electrothermal Stress Calculation Method of High-Power IGBT Modules in System-Level Simulation
| 作者 | Jianpeng Wang · Wenjie Chen · Yuwei Wu · Jin Zhang · Laili Wang · Jinjun Liu |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2022年9月 |
| 技术分类 | 可靠性与测试 |
| 技术标签 | IGBT 功率模块 可靠性分析 多物理场耦合 热仿真 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | IGBT模块 电热应力 系统级仿真 多时间尺度动力学 可靠性 电力电子 |
语言:
中文摘要
针对IGBT模块在实际应用中因电热应力过大导致的失效问题，本文提出了一种人工神经网络辅助的系统级仿真方法。该方法有效解决了IGBT模块在多时间尺度耦合下的电热动态特性计算难题，实现了对芯片级应力的精确、高效评估，为电力电子系统的可靠性设计提供了新思路。
English Abstract
Although with good robustness, insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules suffer from catastrophic failures due to excessive electrothermal stress in field use. In view of the coupled and multitimescale electrothermal dynamics of IGBT modules, the conventional simulation methods are difficult to calculate the stresses accurately and efficiently. Therefore, this article proposes an artificial...
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SunView 深度解读
该研究直接服务于阳光电源的核心功率变换技术。在组串式/集中式光伏逆变器及PowerTitan/PowerStack储能变流器（PCS）的研发中，IGBT模块是核心热源与失效点。通过引入该芯片级电热应力计算方法，研发团队可在系统级仿真阶段更精准地预测极端工况下的器件寿命，优化散热设计与驱动控制策略。这不仅能提升产品在高温、高湿及电网波动环境下的长期可靠性，还能在设计阶段减少冗余，降低物料成本，对提升阳光电源产品的全生命周期竞争力具有重要应用价值。