王晨苑,何怡刚,王传坤,李 猎,李济源.高压多芯片并联 IGBT 模块故障监测方法[J].电子测量与仪器学报,2020,34(10):125-133
高压多芯片并联 IGBT 模块故障监测方法
Method for fault monitoring of high-voltage multi-chip parallel IGBT module
  
DOI:
中文关键词:  高压多芯片 IGBT 模块  导通前电压 VGE(pre-on)  IGBT 芯片故障  故障监测
英文关键词:high-voltage multichip insulated gate bipolar transistor ( IGBT) module  pre-on voltage VGE(pre-on)  IGBT chip failure  fault monitoring
基金项目:国家自然科学基金(51977153,51977161,51577046)、国家自然科学基金重点项目(51637004)、国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”项目(2016YFF0102200)、装备预先研究重点项目(41402040301)资助
作者单位
王晨苑 1.武汉大学 电气与自动化学院 
何怡刚 1.武汉大学 电气与自动化学院 
王传坤 1.武汉大学 电气与自动化学院 
李 猎 1.武汉大学 电气与自动化学院 
李济源 1.武汉大学 电气与自动化学院 
AuthorInstitution
Wang Chenyuan 1.School of Electrical and Automation, Wuhan University 
He Yigang 1.School of Electrical and Automation, Wuhan University 
Wang Chuankun 1.School of Electrical and Automation, Wuhan University 
Li Lie 1.School of Electrical and Automation, Wuhan University 
Li Jiyuan 1.School of Electrical and Automation, Wuhan University 
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中文摘要:
      绝缘栅双极型晶体管( IGBT) 作为电力电子装置的关键核心器件,其高可靠性是系统长久稳定运行的重要保障,对 IGBT 模块进行故障监测是提高系统可靠性的有效方式之一。 提出一种新的健康敏感参数-栅极-发射极导通前电压 VGE(pre-on) , 用于监测高压多芯片并联 IGBT 模块中的 IGBT 芯片故障。 首先,对现有故障监测方法进行比较,然后建立导通前电压可靠性 模型,再通过监测导通瞬态期间的 VGE(pre-on)来检测高压多芯片并联 IGBT 模块中的 IGBT 芯片故障。 为验证该方法的可行性,对 16 芯片 DIM800NSM33-F IGBT 模块进行了仿真,结果显示,在不同外部条件下,每个并联 IGBT 芯片故障所产生的导通前电压 VGE(pre-on)的平均偏移约为 900 mV,且具有较高的灵敏度和抗干扰能力,可有效监测 IGBT 模块芯片故障。
英文摘要:
      Insulated gate bipolar transistor ( IGBT) is a key component of power electronic devices. Its high reliability is an important guarantee for long-term stable operation of the system. Fault monitoring of IGBT modules is one of the effective ways to improve system reliability. Presents a new health-sensitive parameter, gate-emitter pre-on voltage VGE (pre-on) , for monitoring IGBT chip failures in highvoltage multi-chip parallel IGBT modules. First compare existing fault monitoring methods, then build a pre-threshold voltage reliability model, and then detect the IGBT chip failure in the multi-chip high-voltage IGBT module by monitoring VGE (pre-on) during the gate-emitter voltage turn-on transient. In order to verify the feasibility of this method, a 16-chip DIM800NSM33-F IGBT module was simulated. The results show that under different external conditions, the average deviation of the pre-on voltage VGE (pre-on) generated by each parallel IGBT chip failure is about 900 mV, and has high sensitivity and anti-interference ability, which can effectively monitor the IGBT module chip failure.
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