考虑湿气侵入的铁路用6.5 kV IGBT模块焊料层退化功率循环测试

The Solder Layers Degradation of 6.5 kV IGBT Modules for Railway in Power Cycling Tests Considering Moisture Intrusion

作者	Yuxing Yan · Luhong Xie · Erping Deng · Weijie Wang · Qingtong He · Hongyu Sun · Maoyang Pan · Yongzhang Huang
期刊	IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期	2026年3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	★★★★ 4.0 / 5.0
关键词	6.5 kV IGBT 功率循环测试湿气侵入焊料层可靠性热机械应力电力电子

语言:

中文摘要

针对铁路应用中6.5 kV IGBT模块面临的热机械应力与湿热环境耦合工况，本文开展了考虑湿气侵入的功率循环测试（PCT）。研究对比了常规PCT与考虑湿气影响的PCT下模块焊料层的退化机制，揭示了环境湿度对高压功率器件寿命评估的关键影响。

English Abstract

Due to the particularity of its application, the 6.5 kV insulated gate bipolar transistor (IGBT) modules for railway must face the actual working conditions of coupled thermal mechanical stress and humid environment stress. Therefore, in this article, power cycling tests (PCTs) considering moisture intrusion is conducted for the 6.5 kV IGBT modules. Whether it is conventional PCT or PCT considerin...

SunView 深度解读

该研究对阳光电源的高压大功率产品线（如集中式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器）具有重要参考价值。随着阳光电源产品向更高电压等级（如1500V/2000V系统）及更严苛户外环境部署，功率模块的可靠性是核心竞争力。本文提出的考虑湿气侵入的功率循环测试方法，可优化公司在复杂环境下的器件选型与寿命预测模型，提升PowerTitan等大型储能系统在沿海或高湿地区运行的长期可靠性，并为功率模块的封装设计改进提供理论支撑。