压接型IGBT芯片动态特性影响因素实验研究

压接型IGBT器件内部具有复杂的电-热-力环境,直接影响了其内部IGBT芯片的动态特性,进而决定了整个器件的安全工作能力。为此,研究不同影响因素下的压接型IGBT芯片动态特性具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性,利用所研制的具有多因素解耦、灵活调节能力的双脉冲实验平台,针对一款3.3kV/50A压接型IGBT芯片,测量获得了不同母线电压、负载电流、驱动电阻、温度及机械压力下的双脉冲实验波形。分析了不同影响因素对双脉冲波形的影响规律,对比了不同影响因素对IGBT动态特征参数影响程度,结果表明母线电压主要影响关断过程,负载电流、驱动电阻和温度主要影响开通过程,机械压力对开通关断过程的影响很小,研究结果对IGBT芯片建模及压接型IGBT器件安全运行具有重要的指导意义。

压接型IGBT芯片动态特性实验平台设计与实现

压接型IGBT芯片在正常的运行工况下承受着电-热-力多物理量的综合作用,研究电-热-力影响下的IGBT芯片动态特性对于指导IGBT芯片建模以及规模化IGBT并联封装设计具有重要意义。为了全面获得电-热-力综合影响下压接型IGBT芯片的动态特性,该文结合双脉冲测试电路原理,研制出具备电-热-力灵活调节的压接型IGBT芯片动态特性实验平台。通过对动态特性实验平台关键问题进行有限元仿真计算,实现平台回路寄生电感、IGBT芯片表面压力分布及机械夹具温度分布的优化设计。在此基础上建立压接型IGBT芯片动态特性实验平台,对实验平台进行综合调试,结果表明,该文所设计的实验平台具有寄生电感小、IGBT芯片表面压力分布均衡及机械夹具各组件温度分布合理的特点,可以满足电-热-力综合影响因素下压接型IGBT芯片动态特性实验的需求。

压接型IGBT器件内部芯片电流测量时罗氏线圈的误差分析及改进方法

压接型IGBT芯片的并联使用是提高IGBT器件电流等级的重要手段。然而芯片之间的电流不平衡限制了器件的最大额定电流。通常需要通过实验测试的方法评估这种不均流度,然而难点之一是如何准确测量压接型IGBT器件内部芯片的电流。罗氏线圈因其具有灵活、无饱和、非嵌入式等优点,是目前用于压接型IGBT器件内部电流测量的主要手段。已有的研究表明,罗氏线圈在测量压接型IGBT器件内部芯片电流时出现了较大的误差。文中针对罗氏线圈在压接型IGBT器件内部芯片电流测量的特殊应用工况,分析电流测量误差产生的原因;建立罗氏线圈误差模型,并推导误差解析公式;采用误差解析公式提出2种减小测量误差的方法;最后,通过实验验证所提误差解析公式及减小测量误差方法的有效性。