壓接型IGBT開關(guān)特性測試平臺的設(shè)計及寄生電感提取.pdf

1、壓接型IGBT的芯片和電極之間采用壓力接觸代替引線鍵合，消除了鍵合線脫落和焊層退化等失效問題，壓接型IGBT結(jié)構(gòu)設(shè)計使得可以在集電極側(cè)和發(fā)射極側(cè)進(jìn)行雙面冷卻，熱阻值較焊接式IGBT大幅降低，提高了器件的可靠性。壓接型IGBT器件具備獨(dú)特的失效短路模式，系統(tǒng)中可以增加備份的器件來承擔(dān)失效器件的電壓，而失效的器件則等同于短路并流過負(fù)載電流，這將避免了因個別器件失效導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)維修，提高了系統(tǒng)的可靠性，使得壓接型IGBT器件在柔性直流輸電系統(tǒng)

2、等應(yīng)用場合具備顯著優(yōu)勢。
　　本文針對3300V壓接型IGBT器件，設(shè)計完成了壓接型IGBT壓力夾具，包括絕緣材料的選取、壓力分散裝置的設(shè)計、接觸面加工精度選取以及碟簧的選取等。提出了一種環(huán)面分散壓力的壓力分散裝置設(shè)計方案，利用仿真軟件對該方案進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的壓力分散裝置，該方案使得器件集電極平面的壓力分布更為均勻，同時降低了壓力分散裝置的體積和重量。利用壓力測量膠片對器件集電極平面的壓力分布進(jìn)行了實(shí)際測量，

3、結(jié)果表明壓力夾具實(shí)現(xiàn)了將壓力均勻施加到器件集電極平面。
　　設(shè)計完成了壓接型IGBT開關(guān)特性測試平臺，測試電路采用雙脈沖測試方法。完成了直流母線電容和負(fù)載電感參數(shù)設(shè)計，電容充電路回路設(shè)計，電壓電流測量儀器的選擇和校準(zhǔn)，以及驅(qū)動控制電路的設(shè)計等。利用測試平臺實(shí)現(xiàn)了壓接型IGBT開關(guān)特性的測試，測試電壓達(dá)到了1800V，電流達(dá)到了1500A。實(shí)現(xiàn)了不同電壓電流等級下的開關(guān)特性測試，分析了測試回路寄生電感對開關(guān)過程的影響。
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4、GBT開關(guān)測試平臺的寄生電感影響IGBT器件的開關(guān)參數(shù)以及開關(guān)損耗，因此，提取測試平臺回路的寄生電感對于準(zhǔn)確獲得IGBT器件的開關(guān)參數(shù)具有重要意義。傳統(tǒng)的寄生電感提取方法忽略了回路寄生電阻的影響，給寄生電感的提取帶來誤差。為了提高寄生電感提取的準(zhǔn)確性，本文提出了采用IGBT開通波形來計算測試平臺寄生電感的方法，通過對開通電流上升過程的分析，建立了包含回路寄生電阻的等效電路模型及電路方程。仿真結(jié)果表明該方法的計算誤差低于傳統(tǒng)計算方法。利用