新型通用混合型直流断路器用IGBT测试平台及测试分析

混合型直流断路器用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件在应用时不仅要保证其安全可靠,又要充分挖掘其能力,尤其是关断能力。然而,目前关于该应用工况下的IGBT器件特性研究尚不完善,尤其是其大电流下的关断特性,因此需要通过搭建测试平台测试IGBT器件的极限能力,包括极限关断能力、重合闸关断能力等。该文从混合型直流断路器的角度提出一种普遍适用的IGBT器件电气应力测试电路。首先,分析总结不同断路器拓扑和工况下的IGBT器件电气应力共性。基于此,提出新型通用混合型直流断路器用IGBT器件测试电路拓扑,该测试电路在电路参数调节上具有较大的灵活性,能够满足直流断路器各类工况下的不同测试和分析需求,并搭建相应测试平台。进一步地,对测试平台建立考虑寄生参数和特殊部件参数的简化模型,进而分析测试的各个阶段,得到被测IGBT器件电气应力满足的解析式。实验结果验证了测试电路的有效性以及测试电气应力易于调整的特点。该文提出的测试电路拓扑、测试电气应力分析和调整方法能够广泛地应用在断路器用IGBT器件考核和研发测试等方面。

IGBT测试方法在电磁搅拌逆变模组上的应用

连铸电磁搅拌专用变频电源在连铸工艺中有助于改善铸坯质量。逆变模组是连铸电磁搅拌专用变频电源的核心部件,验证其IGBT及IGBT驱动电路是否满足实际工况条件下应用所需的各项性能指标是搅拌电源成败的关键。设计一套三相进线电压有效值为AC 500 V,逆变模组额定输出电流有效值为800 A,频率为1~16 Hz的电磁搅拌专用变频电源时,首先分析逆变模组中IGBT的性能参数,然后采用IGBT测试方法验证逆变模组中选择的两种IGBT应用效果。试验结果表明,两种IGBT都满足实际应用要求,分别将FF1400R12IP4双管IGBT和2MBI1400VXB-120P-54双管IGBT作为该逆变模组的最优开关功率器件和备选开关功率器件。

基于IGBT离线测试平台的功率逆变器损耗准在线建模方法

逆变器损耗研究一直是电力电子领域的一个重要研究方向。现有方法大多依赖于器件厂商提供的数据手册,但是这些数据的提取环境为标准测试环境,与实际工况并不一致。本文提出一种基于IGBT离线测试平台的准在线建模方法,用该方法分析与等效逆变器的各种换流模式、调制方法和负载类型,借助离线测试平台模拟逆变器实际工况下的换流模式、驱动情况、缓冲电路以及杂散参数等工况,并调用测试平台建立的开关动态特性多维数据库得到逆变器实际工况下各开关工作点的开关能量损耗,最终计算出功率逆变器的损耗。与实测损耗的对比证明了该准在线建模方法的正确性。该建模方法对散热器的选取、高效率逆变器结构的优化设计具有重要的参考价值。

IGBT模块的测试

详细介绍了IGBT模块测试参数的定义、分类,以及各项参数的测试原理、典型电路、测试条件选择和注意事项,对部分参数的特点进行了简单分析。最后,列举了市场上现有的部分IGBT模块的对比测试结果,简要分析了不同品牌IGBT模块的特性差异,尤其是栅极电阻、通态压降和开关损耗等方面的差异,为用好IGBT器件提供参考,并为进一步扩大IGBT器件的应用领域提供选型依据。

Gage R&R分析法在IGBT检测中的应用

准确测量是生产高质量IGBT的重要保证。本文介绍了IGBT检测误差产生的各种原因及其对测量数据统计特性的影响,重点讨论了量具的重复性和再现性。在Gage R&R分析的基础上,给出了Gage R&R分析在IGBT检测过程中的应用,并将Gage R&R分析成功的应用到半导体检测领域。

牵引功率模块故障分析及失效定位方法

随着大功率模块生产技术的不断发展和应用,其可靠性问题日渐突出,现已成为制约其发展的重要因素。文章通过研究近年来国内外在功率模块失效分析的主要研究内容及方法,提出基于动车组牵引功率模块应用失效的故障分析及失效定位方法。该方法首先依次进行绝缘性能失效、驱动板故障、配置板故障以及IGBT故障等元器件的测试,其次逐一分析器件的可能失效位置及模式,最后实现对失效模式的快速定位。