大功率IGBT溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)及散熱性能的研究.pdf

1、按看分類號UDC密級學(xué)校代碼!Q壘窆Z武多萎理歹大署學(xué)位論文題目盤盈空!魚堡!墨量廑堂型垂絲叢邀墊：睦絲鮑壁塞英文TemperatureandHumidityMonitoringSystemofHighPower題目!g娶!曼望垡!塾竺苧!堅壁YQ!!叢￡!堡壘!￡￡[＆￡嬰塑望￡笠研究生姓名張文璐指導(dǎo)教師單位名稱自邊垡鱟瞳郵編430070申請學(xué)位級別三堂塑學(xué)科專業(yè)名稱墊壟塾生墊左堡邊論文提交日期20120419論文答辯日期學(xué)位授予單位

2、盍墨墨三盤堂學(xué)位授予日期答辯委員會主席蘇義鑫2012052O2012年5月J■|』，●，l中文摘要IGBT最早出現(xiàn)于上世紀(jì)八十年代初，被歸為新型半導(dǎo)體功率器件，可以在很多工業(yè)領(lǐng)域替代GTR和功率MOSFET等器件。隨著電力電子技術(shù)逐漸朝頻率提升以及功率逐漸增大的領(lǐng)域拓展，各種應(yīng)用電子也隨之產(chǎn)生頻率提升和功率加大的要求。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)便是在GTR和MOSFET之間，吸取這兩種器件的

3、優(yōu)點從而出現(xiàn)的一類新型器件。IGBT作為新型半導(dǎo)體器件輸入阻抗比較高而功耗率低，同時能夠承受較大電流和電壓，頻繁的使用在各種控制領(lǐng)域內(nèi)。此類器件也廣泛使用在交流電機(jī)控制、繼電器、開關(guān)電源、逆變器、有源濾波等領(lǐng)域。隨著使用的廣泛度，IGBT器件的性能好壞成為了人們非常關(guān)注的問題。由于鐵路機(jī)車中的大電流、高電壓器件使用較多，牽引變流器中的四象限整流單元和逆變單元中都采用了IGBT元件，對牽引和制動實行連續(xù)控制。本文根據(jù)鐵路機(jī)車中IGBT模塊

4、故障報告進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在一些月份IGBT模塊故障發(fā)生率明顯增大，由此研究一種檢測機(jī)車上IGBT模塊的系統(tǒng)，以便對故障發(fā)生原因進(jìn)行深入的分析。論文首先針對IGBT元件和智能模塊進(jìn)行簡述，針對故障報告中的現(xiàn)象進(jìn)行研究分析，論文確定了整體檢測系統(tǒng)的框架圖，并對各部分硬件做了詳細(xì)說明，最后對于軟件部分也進(jìn)行介紹。對于IGBT的模塊溫度和環(huán)境濕度檢測之外，本文還對模塊散熱系統(tǒng)中的水道進(jìn)行模擬分析，得出最優(yōu)化模型。本文的工作內(nèi)容如下：(1)研究了I

5、GBT半導(dǎo)體功率器件的基本工作原理和各種特性，并且查閱了智能模塊的相關(guān)知識。同時對于IGBT的發(fā)展歷程和國內(nèi)外元件檢測的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡述。(2)設(shè)計了一套檢測鐵路機(jī)車大功率IGBT模塊的溫度和環(huán)境濕度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時進(jìn)行檢測，并且能將數(shù)據(jù)直接在顯示屏上顯示，外加外圍設(shè)備可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存和輸出打印等附加功能。(3)本文最后對于冷卻散熱器內(nèi)部四種水道結(jié)構(gòu)通過模擬分析和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，提出了散熱器優(yōu)化改造的方法。該文最后總結(jié)了所有