Monitoreo de fallas de módulos IGBT de múltiples chips basado en la transconductancia del módulo con calibración de temperatura
Autores: Wang, Chenyuan; He, Yigang; Wang, Chuankun; Li, Lie; Wu, Xiaoxin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Monitoreo de fallas de módulos IGBT de múltiples chips basado en la transconductancia del módulo con calibración de temperatura
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Igbt
Tasa de falla
Convertidores de potencia
Confiabilidad
Transconductancia del módulo
Alambres de unión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El Transistor Bipolar de Puerta Aislada (IGBT) es el componente con la tasa de fallas más alta en convertidores de potencia, y su confiabilidad es un problema crítico en electrónica de potencia. La falla del módulo IGBT es causada en gran medida por la fatiga de la capa de soldadura o la caída de alambres de unión. Este documento propone un método de monitoreo de fallas en módulos IGBT de múltiples chips basado en la transconductancia del módulo, que puede monitorear con precisión las fallas de chips del módulo IGBT y las fallas de alambres de unión. El documento primero introduce el mecanismo de falla y la estructura del módulo IGBT de múltiples chips; luego, propone un modelo de confiabilidad basado en la transconductancia del módulo y analiza la relación entre la falla del chip, la falla del alambre de unión y la curva característica de transmisión del módulo IGBT. Finalmente, la transconductancia del módulo bajo falla de chip y falla de alambre de unión se mide y calcula a través de simulación, y la temperatura se calibra, lo que puede eliminar la influencia de la temperatura en el monitoreo de la salud. Los resultados muestran que el método tiene una alta sensibilidad a las fallas de chips y las fallas de alambres de unión, puede realizar el monitoreo de fallas de módulos IGBT de múltiples chips y es de gran importancia para mejorar la confiabilidad de los convertidores de potencia.
Descripción
El Transistor Bipolar de Puerta Aislada (IGBT) es el componente con la tasa de fallas más alta en convertidores de potencia, y su confiabilidad es un problema crítico en electrónica de potencia. La falla del módulo IGBT es causada en gran medida por la fatiga de la capa de soldadura o la caída de alambres de unión. Este documento propone un método de monitoreo de fallas en módulos IGBT de múltiples chips basado en la transconductancia del módulo, que puede monitorear con precisión las fallas de chips del módulo IGBT y las fallas de alambres de unión. El documento primero introduce el mecanismo de falla y la estructura del módulo IGBT de múltiples chips; luego, propone un modelo de confiabilidad basado en la transconductancia del módulo y analiza la relación entre la falla del chip, la falla del alambre de unión y la curva característica de transmisión del módulo IGBT. Finalmente, la transconductancia del módulo bajo falla de chip y falla de alambre de unión se mide y calcula a través de simulación, y la temperatura se calibra, lo que puede eliminar la influencia de la temperatura en el monitoreo de la salud. Los resultados muestran que el método tiene una alta sensibilidad a las fallas de chips y las fallas de alambres de unión, puede realizar el monitoreo de fallas de módulos IGBT de múltiples chips y es de gran importancia para mejorar la confiabilidad de los convertidores de potencia.