Estudio de fiabilidad del transistor bipolar de puerta aislada basado en simulación de acoplamiento electro-térmico
Autores: Yang, Xiaoqing; Zhai, Xiaoyu; Long, Shanshan; Li, Meng; Dong, Hexin; He, Yi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio de fiabilidad del transistor bipolar de puerta aislada basado en simulación de acoplamiento electro-térmico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Acoplamiento electro-térmico
Módulos IGBT
Método de simulación
Pérdida de potencia
Vida útil
Temperatura de unión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo método de simulación de acoplamiento electro-térmico para evaluar la fiabilidad de los módulos IGBT, que combina un modelo numérico de pérdidas de potencia y un modelo de elementos finitos. Para ilustrar el método, se considera un caso específico del módulo Infineon FF50R12RT4 operado con una señal SPWM. Se obtienen y analizan datos de temperatura y estrés a través de la simulación electro-térmica, y se calcula en consecuencia la vida útil de los módulos. Se discute la influencia de la temperatura ambiente y las características de la señal de compuerta en las pérdidas de potencia y la vida útil de los módulos IGBT, lo cual puede ser utilizado para la optimización de los puntos de trabajo. En este método, se considera el efecto de la temperatura de unión en las pérdidas de potencia, logrando así una simulación electro-térmica más precisa. El método propuesto puede ser utilizado para analizar los esfuerzos térmicos y mecánicos de los módulos IGBT, predecir la ubicación de fallos y evaluar la vida útil.
Descripción
Este documento presenta un nuevo método de simulación de acoplamiento electro-térmico para evaluar la fiabilidad de los módulos IGBT, que combina un modelo numérico de pérdidas de potencia y un modelo de elementos finitos. Para ilustrar el método, se considera un caso específico del módulo Infineon FF50R12RT4 operado con una señal SPWM. Se obtienen y analizan datos de temperatura y estrés a través de la simulación electro-térmica, y se calcula en consecuencia la vida útil de los módulos. Se discute la influencia de la temperatura ambiente y las características de la señal de compuerta en las pérdidas de potencia y la vida útil de los módulos IGBT, lo cual puede ser utilizado para la optimización de los puntos de trabajo. En este método, se considera el efecto de la temperatura de unión en las pérdidas de potencia, logrando así una simulación electro-térmica más precisa. El método propuesto puede ser utilizado para analizar los esfuerzos térmicos y mecánicos de los módulos IGBT, predecir la ubicación de fallos y evaluar la vida útil.