基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究

随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失效的产生原因,分析焊料层和键丝失效的作用机理和表现特征。在研究IGBT通态电压模型的基础上,提出了一种基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳老化模型,实现对焊料层疲劳和键丝疲劳等封装老化问题的综合表征。搭建IGBT功率模块的电-热老化实验测试平台,进行了功率循环老化实验验证,结果表明本文模型可以较为准确地评估IGBT功率模块封装的疲劳老化程度。

基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法

准确的结温监测对功率器件可靠性评估和健康管理至关重要,因此在牵引变流器中广受欢迎。然而,传统的结温监测方法易受到负载电流变化的影响,导致监测精度不高,难以达到牵引变流器的可靠性需求。对此,该文提出一种基于开通集射极电压下降平台的功率器件结温监测方法,首先,基于功率器件的等效电路模型,对功率器件开通瞬态进行详细分析。在此基础上,对器件结温与开通集射极电压下降平台的关系进行探究,并提出一种基于杂散电感两端最大电压的开通集射极电压下降平台定位方法。进一步地,利用双脉冲实验对所研究结温监测方法的适用性进行分析验证;最后,搭建单相脉冲整流器实验平台,对所研究结温监测方法的可行性进行实验验证,该方法能够有效降低负载电流变化的影响且具有较高的灵敏度。

行波管收集极不带反馈电路的稳压源

一、引言行波管被雷达和通讯系统广泛采用之后,促使人们为减轻放大器的重量并提高其效率而努力。早期行波管采用玻璃外壳;随后行波管在结构方面取得了显著的进步,从而减小了管子的体积、重量并提高了管子的效率。现在若再想进一步明显提高管子效率,似乎已不可能。但是,我们可以对现代行波管电源提出同样的要求,即减小电源体积、重量并提高其效率。在此领域内取得的进步,也同样令人瞩目。在这种进步中,高频(5—100千赫)开关式脉宽调制电源的应用,发挥了重要的作用,因此得到人们的偏爱。

基于电参数的IGBT开关瞬态过程耦合关系分析

IGBT开关瞬态电流变化过程包括开通电流上升过程和关断电流下降过程,由于功率器件的非线性特征及其与电路参数的紧密耦合,造成瞬态过程电磁现象复杂。重点研究了瞬态过程电压电流参数的耦合规律,分析了耦合关系对IGBT工作特性的影响。首先,分析了IGBT内寄生PIN结构、集射极电压对栅极控制模型的影响。其次,基于栅极控制模型的分析,提出集电极电流的拟合次数应考虑电流变化过程持续时间及计算场景,二次及以下多项式拟合可近似描述集电极电流波形并开展功率损耗分析,但不适于电流变化率和感应电压分析。再次,比较了开通和关断过程计算所得回路寄生电感值的差异,提出了不同过程计算回路寄生电感的适用范围及FWD封装寄生电感的计算方法。最后,分析了瞬态过程栅极电压和集射极电压的耦合关系,提出了通过栅极电压估计集射极电压的状态监测方法并进行了实验验证。

GENIV2003KHPA的电源系统工作原理分析

电源系统是KHPA易发生故障的部分,了解熟悉电源系统的工作原理,有利于分析和判断KHPA的故障,提高技术维护能力,及时排除故障,保证安全播出。本文将十余张GENⅣ2003KHPA电源系统电路原理图进行了分类归纳和整理,并分析了电源系统工作原理,供卫星地球站技术人员作设备维修参考。GENIV2003KHPA由高压电源系统、射频系统、分布式微处理控制器以及独立的射频单元和电源冷却系统四部分组成。电源系统是KHPA工作的基础供电系统,是KHPA的主要组成部分,也是易发生故障的部分,认真了解电源系统的工作原理,有利于分析、判断和处理KHPA的故障,提高技术维护能力,及时排除故障,保证安全播出。