绝缘栅双极型晶体管失效机理与寿命预测模型分析

针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的主要失效机理,特别是键合引线失效过程,采用高速红外热成像仪对键合引线失效过程的结温温度场分布实时探测试验,同时对IGBT模块电气与传热特性进行监控,发现IGBT在高结温与高温度梯度时主要的失效形式是键合引线翘曲与熔化,在外部特性上表现为集射极压降值增大,而热阻基本不变.提出了提高器件可靠性、延长使用寿命的方法.在加速寿命试验原理的基础上,通过开展高温下的功率循环测试,并对试验数据进行拟合,得到了加入电流等级和最高工作结温的改进寿命预测模型.通过试验数据误差分析对比,发现该模型精度较原有模型在不同测试条件下均有提高,适用范围从80 K拓宽到100K.     

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动及保护电路的研究

介绍了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的电气特性和对栅极驱动的要求，结合IGBT模块的电气特性对IGBT驱动电路和保护电路的设计进行了分析和讨论，并给出了一些典型电路以供大家参考。     

绝缘栅双极晶体管研究与中试

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是新型MOS功率器件，目前在国内的研究只有我们和北工大进行，在国内的生产更是空白，国内的器件应用全靠进口。     

绝缘栅双极型晶体管脉冲工作时结温特性及温度分布研究

建立了电热耦合和损耗热场耦合计算模型,采用该模型,获得了相同外部条件下的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片结温波动特性及温度分布特征,完成了使用红外热成像实时探测短时脉冲工作方式下IGBT芯片表面温度波动及分布特性的预测.探测结果表明,在一定散热条件和占空比不大的情况时,短时脉冲间歇等非周期瞬态工作方式下芯片表面温度快速上升之后,进入一个缓慢的上升周期,实验也表明,在特殊工作场合时可突破器件手册推荐使用的最大电流值.利用建立的热分析模型,还可以实现对不同工作方式下器件结壳温差和结温波动幅度的预测.     

多芯片绝缘栅双极性晶体管模块的老化键合线定位方法

对实际工况中绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)的可靠性监测是对电力系统安全运行的重要保证。然而,采用多芯片封装方式的IGBT模块因芯片位置分布导致模块整体热量分布不均问题。针对该问题,使用多芯片封装IGBT模块,建立其包含7层结构的有限元模型,通过有限元仿真结果分析得出,模块整体温度分布不均是由于各芯片传热路径交叉所导致的热阻耦合现象。在掌握热量分布规律的基础上,研究了IGBT模块内部芯片串、并联使用时某一芯片发生键合线老化后各芯片功率损耗的变化规律,并据此提出考虑热量分布不均的键合线老化故障芯片定位方法。仿真及试验结果表明：文中提出的多芯片封装IGBT模块热分布规律具有正确性,老化键合线定位方法具有可行性。     

基于反向恢复电流的绝缘栅双极型晶体管模块动态结温估测方法

针对传统结温估测方法响应速度慢、测量误差大问题,采用绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)模块的反向恢复电流作为温敏电参数,提出一种新型结温估测方法。分析了IGBT模块结温和负载电流对反向恢复电流的影响机理,并建立了三者间的理论关系。考虑实际工况并采用试验数据拟合得到IGBT模块的结温预测模型,通过比较试验测量数据与预测模型计算结果的差异,证实了采用反向恢复电流提取IGBT模块动态结温的估测方法具有较高的估测精度和较快的响应速度。     

三相逆变器中绝缘栅双极型晶体管模块结温仿真评估

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的工作性能和可靠性以及逆变器中IGBT模块散热系统的设计等均与其工作结温直接相关,掌握器件的结温状况对于确保其安全可靠的使用和冷却装置的合理选择具有重要意义。推导获得基于数学方法的IGBT模块损耗模型和实现热电模拟的Foster热网络模型,基于此在MATLAB/Simulink中建立了简单实用的三相逆变器中IGBT模块结温仿真评估模型,同半导体器件制造商软件计算方法相比,加入了热电耦合因素,可以更真实地模拟器件芯片结温状况,并分析了不同负载工况下IGBT模块结温的变化趋势     

微机控制的绝缘栅及极晶体管逆变二氧化碳焊机

阐述了一种额定电流为400A、引入了微机控制的新型逆变二氧化碳焊机的研制实施方案,在对逆变理论和微机控制技术进行研究的基础上,采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为功率开关器件,主电路选择双全桥结构以满足大功率输出的需要,并对送丝系统进行了改造,以适应微控系统的要求,控制系统以8031单片机为核心,应用脉宽调制方式,经系统扩展和系统配置构成,成功地实现了平特性配合等速送丝,应用微机控制,简化了系统硬件,提高了系统的控制性能,而且软件设计灵活,容易扩展功能,试验结果表明,所研制的焊机工艺性能良好,在最佳焊接规范条件下飞溅率基本控制在3%以下,明显提高了焊接质量。     

集成绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)在矿山架线式电机车调速装置中的应用

论述了绝缘栅极双极型晶体管机车调速装置的结构性能、工作原理，应用中取得的经济效益及其投资回收分析，并得知有着较大推广应用前景。     

新型功率半导体器件IGCT的核心技术

在目前的中电压大功率应用领域，占主导地位的功率半导体器件有晶闸管，GTO和IGBT等，这些传统的功率器件在产用方面都存在一些缺陷，ABB半导体公司率先提出了一种新型功率半导体器件－IGCT，它具有大电流、高电压、开关频率高、高可靠性，结构紧凑，低损耗的特点，在性能上明显优于目前广泛使用的GTO和IGBT器件，本文对IGCT器件及其工作原理进行简单介绍，并着重对四项核心技术；缓冲层，透明阳极，逆导和集成门极技术，以及它们对器件性能的改善进行阐述。     

IGBT功率模块热管理研究

随着绝缘栅双极晶体管(IGBT)向高功率和高集成度方向发展,在结构和性能上有很大的改进,热产生问题日益突出,对散热的要求越来越高,IGBT芯片是产生热量的核心功能器件,但热量的积累会严重影响器件的工作性能。因此,对IGBT模块的温度进行有效地检测和管理是十分重要的环节。综述了IGBT模块的研究现状、研究热点以及散热相关技术,主要介绍了主动散热和被动散热的方法、以及IGBT功率模块的热阻网络系统和散热系统设计的主要步骤,和减小热阻来增强散热的方法。     

兆瓦级风电变流器IGBT模块的热特性分析

以某企业建立的采用液冷冷却系统的IGBT模块实验平台为基础,对一3MW紧凑型风电机组的IGBT模块的热特性进行了分析.根据在动态实验中采集到的数据,得出了逆变器输出功率与时间的关系,并结合实验数据对模块温度以及发热量的变化特性进行了分析,得到了兆瓦级风电变流器中IGBT模块温度与发热量随时间的变化关系.实测结果表明,该风电机组逆变器的效率为98.62%,IGBT模块的最终工作温度保持在50~56℃,说明采用的液冷冷却系统对大功率IGBT模块具有良好的冷却效果.     

大功率IGBT直流特性和动态特性的PSPICE仿真

应用等效模拟的方法建立了IGBT PSPICE仿真的直流模型和动态模型，对大功率IGBT的直流特性和动态特性进行了仿真分析，模型的仿真值与器件的实际值相比，所有特性均较吻合，表明仿真模型适用于大功率IGBT的特性分析。     

光伏组件失效之蜗牛纹分析

为了探究光伏组件在户外运行过程中产生蜗牛纹缺陷的机理,系统分析了失效组件的电性能衰减变化、蜗牛纹的微观形貌、银栅线和EVA胶膜的成分变化.结果表明,户外湿热环境以及组件制备工艺是造成蜗牛纹产生的主要原因.改善组件工艺和因地制宜地选择不同技术组件能够有效避免蜗牛纹.     

级联失效模型下电力信息物理系统鲁棒性与能控性分析

电力网与信息网的深度融合在增强电力系统能控性的同时,也使得系统抵御外界干扰的能力下降。首先,根据提出的节点负载与容量的负载重分配分配概率建立电力信息物理系统级联失效模型,研究不同耦合策略下的电力信息物理系统级联失效过程中的鲁棒性与能控性变化。其次,利用幸存负荷百分比的概念来量化电力网抵御级联失效的能力,并分析不同耦合策略和容量参数对CPPS的鲁棒性和能控性的影响。基于网络能控性理论提出电力节点重要度的评估方法,并且在IEEE39系统中进行验证。研究结果表明,电力网高介数节点与信息网高介数节点耦合形成的电力信息物理网络抗干扰能力更强,电力网节点容量参数比信息网节点容量参数对系统影响更大。     

非平衡刚度胶-铆混合连接接头特性及失效机制

为解决汽车轻量化中混合材料车身的异质材料连接问题,研究了碳纤维增强环氧树脂复合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）与铝合金非平衡刚度四钉压铆-胶接混合连接接头力学性能及失效机制.基于重导入和预定义场技术,建立了CFRP/Al非平衡刚度混合连接接头的非线性有限元分析模型,据此对混合连接压铆、回弹及拉伸载荷渐进失效机制进行仿真;对混合连接与单一连接力学性能和失效形式进行了对比分析.结果表明,所提出的建模方法能够同时考虑铆接成型过程和混合连接工艺顺序对混合接头连接特性的影响,混合连接最大载荷及能量吸收预测误差分别为2.3%、5.2%,具有较高的性能预测精度;铆接在失效初期对胶接具有加强作用,失效形式为先胶层失效后铝板拉伸失效,仿真与试验结果较为一致.      

某石拱桥病害分析及加固

本文针对某石拱桥侧墙出现的开裂或侧移（倾）等病害现象，从侧墙抵抗力和填料的侧压力两方面分析了侧墙病害的成因。通过对侧墙常用加固整治的措施的比选，采用了“侧墙钢筋对拉”，在不中断交通的条件下，完成了该桥的加固，得到了良好的效果。简要介绍加固施工的流程和施工工艺。     

P-内射模的特征

引进P-内射维数的概念，给出P-内射模的一些性质，并且用P-内射维数刻划了半单环、Von Neumann正则环和遗传环的特征。     

Thermal Deformation Measurement and Stress Analysis of PQFP Assembly during Power Cycling

ＴｈｅｒｍａｌＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＳｔｒｅｓｓＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰＱＦＰＡｓｅｍｂｌｙｄｕｒｉｎｇＰｏｗｅｒＣｙｃｌｉｎｇＤａｉＦｕｌｏｎｇ（戴福隆）,ＳｈｉＬｉｎｇ（石玲）,ＷｅｎＸｉｕｍｅｉ（温秀梅）Ｄｅｐａｒｔｍ...