某型IGBT过流失效分析

某型逆变器驱动电路中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块使用中频繁出现短路失效现象,为了分析失效原因,对现场取回的典型IGBT失效件进行电学性能、X-ray测试、显微镜测试,扫描电子显微镜及能谱测试分析。根据故障树及失效模式理论确定该IGBT失效件的一级失效模式是过流失效,二级失效模式是电路中出现的过载脉冲电流引起的过流失效,三级失效模式是设备使用过程中,超负荷运转导致的逆频器过载。

柔性直流换流阀IGBT过流失效研究

IGBT过流失效极易导致模块爆炸、水冷系统漏水甚至换流阀停运,是危害柔性直流输电系统安全运行的重要因素之一。基于模块多电平柔性直流换流阀结构特点和运行工况,总结分析了柔性直流换流阀IGBT的短路过电流、脉冲式过电流和续流二极管过电流这3种过流失效类型及其特征;结合MMC换流阀的工作原理及特点,提出了IGBT 3种过流方式的保护方案及参数配置方法;通过±420 kV/1250 MW换流阀采用的3300 V/1500 A焊接型IGBT器件进行了失效分析与保护方案的试验验证,试验结果证明了过流失效分析的正确性和过电流保护方案的有效性。

航空270V混合式断路器分断瞬态特性及实验研究

270V高压直流供电系统成为航空航天领域新的发展趋势,而直流短路电流的可靠分断是制约航空高压直流应用的关键因素。文中对比分析目前航空系统中采用的直流开断技术,设计了一种新型混合断路器。首先,基于混合断路器的控制时序理论分析分断瞬态过程及特性,给出缓冲支路电容选取方法及压敏电阻选取原则。其次,对所设计的新型拓扑结构进行仿真分析,深入研究缓冲和吸收瞬态过程。仿真结果表明,分断过程中设计的新型拓扑结构,具有有效抑制电源侧过电压的能力。随后研制额定100A,可靠分断2200A短路电流的小型化新型混合断路器样机。最后,实验研究混合断路器的分断特性,实验结果验证了换流、缓冲吸收瞬态过程,并得出IGBT过流失效是影响该混合断路器分断性能的主要因素。