华北电力大学学报(自然科学版)

2022, v.49;No.219(05) 62-70

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高压IGBT芯片换流运行的热稳定性分析
Thermal Stability Analysis of High-voltage IGBT Chips in Switching Operation

范迦羽;郑飞麟;和峰;王耀华;彭程;李学宝;崔翔;

摘要(Abstract):

为保证高压绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)器件换流运行时的热稳定性,需要根据IGBT芯片的电热特性和器件的散热设计,确定芯片运行的热稳定工作区,从而指导器件的运行条件控制。虽然针对芯片动静态损耗的热稳定性分析已经发展了许多年,但目前针对高压芯片的相关研究还较少。首先,通过实验测量了3.3 kV非穿通(Non-Punch Through, NPT)型和场截止(Field Stop, FS)型IGBT芯片的动静态特性,获得并分析了温度、电流及电压对动静态损耗特性的影响规律。在此基础上,给出了IGBT芯片的损耗拟合公式,通过对器件内部的热反馈过程进行分析,提出了具有解析形式且包含占空比、换流频率及电压电流等器件运行工况的IGBT芯片的热稳定性判据。根据所提的判据,分析了高压NPT型和FS型IGBT芯片的换流运行的热稳定性,可方便确定IGBT芯片在不同的换流条件下的最大工作频率和最大工作电流,简化了高压IGBT芯片的热稳定性分析,并可为高压器件的选型和损耗评估提供依据。

关键词(KeyWords): 高压IGBT芯片;热稳定性;换流运行

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金委员会-国家电网公司智能电网联合基金资助项目(U1766219);; 国家电网有限公司科技项目(520201190095)

作者(Authors): 范迦羽;郑飞麟;和峰;王耀华;彭程;李学宝;崔翔;

参考文献(References):

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