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功率器件技术 IGBT 可靠性分析 功率模块 故障诊断 ★ 5.0

考虑等离子体效应的IGBT II型短路行为研究

Study on the IGBT Short Circuit Type II Behavior Considering the Plasma Effect

作者 Xing Liu · Madhu-Lakshman Mysore · Josef Lutz · Thomas Basler
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2023年1月
技术分类 功率器件技术
技术标签 IGBT 可靠性分析 功率模块 故障诊断
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 IGBT 短路 等离子体效应 器件仿真 失效机理 电力电子
语言:

中文摘要

本文深入研究了考虑等离子体效应的IGBT II型短路(SC II)行为。通过对1.2kV IGBT进行实测与器件仿真,分析了导通模式下器件内部残留等离子体对SC II失效过程的关键影响,为提升功率器件在极端工况下的鲁棒性提供了理论依据。

English Abstract

The second type of short-circuit (SC II) of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) considering the plasma is thoroughly studied in this article. The measurement and device simulation were performed for 1.2 kV IGBTs. Since the SC II is the failure during the IGBT conduction mode, the existing plasma within the IGBT plays an important role in IGBT SC II behavior. The first focus of this article...
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SunView 深度解读

IGBT是阳光电源光伏逆变器、储能变流器(PCS)及风电变流器的核心功率器件。SC II短路失效是导致逆变器在电网故障或误操作下损坏的主要原因之一。本文关于等离子体效应的研究,有助于研发团队在设计PowerTitan、PowerStack等大功率储能系统及组串式逆变器时,更精确地优化驱动保护电路(Desat保护),提升器件在短路工况下的生存能力。建议将此研究成果应用于iSolarCloud平台的故障诊断算法中,通过分析短路特征波形,实现对功率模块早期失效的精准预警,从而提升全系列产品的可靠性。