IGBT模块FZ400R12KE4作用及工作原理

IGBT模块FZ400R12KE4作用及工作原理

 IGBT 模块功率半导体在可再生能源生产中发挥着关键作用。在风力发电机中，功率半导体转换电能，并将发电机与电网耦合。风力发电机中的风能功率转换器除传输电能外，还控制着几项重要功能，因此对功率半导体的质量要求。风力发电机设计必须提供zui大化的可用性，帮助保持电网的稳定性，而风能功率转换器便是最重要的一部分。因此，电网的稳定性取决于功率半导体器件的动态能力、优异的功能和的可靠性。凭借*连接技术 .XT，配备 IGBT5 .XT 的 1700 V PrimePACK™ 是未来几年内风电市场的产品，可提供出色的功率循坏能力，从而延长使用寿命。PrimePACK™ 3+ 是种*功率模块封装，非常适合风能应用，且封装可实现高载流能力。

 IGBT 模块由于对模块中的热量传递有耦合相互作用的影响，因此无论是在连续网络热路模型还是在局部网络热路模型中，只要IGBT和散热片的建模和Zt h的测量是彼此独立分开的，IGBT和散热片的连接使用就不可能没有问题。一个没有问题的IGBT加散热片系统的建模只能通过测量热阻Zt h ja得到，即同时对通过IGBT的结、导热胶和散热片到环境的整个热量流通路径进行测量。这就是建立整个系统的局部网络热路模型，通过这个模型就可以准确地算出结温。下面介绍结温的测量原理。给模块通电流，那么就给模块加了一个恒定功率P，因此经过一段暂态时间后，模块结温上升到一个稳态固定值。关掉电源后，记录模块的冷却过程温度。在冷却过程中，给模块加一个规定的测量电流（Iref 约为 1/1000 Inom），并记录饱和导通电压或正向电压。这样结温Tj(t )可以通过测量得到的饱和导通电压经过定标曲线Tj = f (VCE @ Iref)得到。在这之前，通过外部对待测试模块的均匀加热，测量记录曲线 VCE = f (Tj @ Iref)，该曲线 与Tj = f (VCE @Iref) 相反。

IGBT和二极管下面（见红色标记）的基板温度是通过压力传感器测量得到的。测量得到的基板平均温度 IGBT 模块Tcase之后用于分别计算二极管和IGBT芯片的Zt h jc = (Tj-Tcase) / P。温度测量时数据的不均匀和离散必须在安全裕量范围内。模块表面到散热片的热阻可以通过散热片上三个蓝色点的测量值计算得到。不过，测量Zt h ja ，即从结到环境的热阻更有利。结到环境的热阻抗包含了IGBT、中间传热介质、散热片组成的整个传热介质。如果削减了测试结温的费用，那么至少导热胶应当要包含进散热片的热特性测量中。为了实现这一点，导热胶加散热片的热阻Zt h ca，必须通过测量基板温度Tc减去环境温度Tam b计算得到。