基于多模型的IGBT模块结温估计方法研究

发布时间：2024-04-21 17:16

　　近年来,大功率电力电子技术得到广泛应用,其支撑着新能源发电,航空航天,轨道交通,智能电网,电动汽车等新兴领域的发展。随着功率容量的不断提高,系统的可靠性要求也越来越高。绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)模块作为电力电子系统的核心部件,其结温是可靠性评估的重要参数,受到工业界与学术界广泛关注。本文从工程应用的角度出发,以电动汽车为应用背景,开展了基于多模型的IGBT模块结温估计方法的研究,提出了一种具有工程意义在线结温估计方法,通过搭建电机驱动器测试平台与有限元仿真模型,验证了所提方案结温估计的准确性,并实现了电动汽车的电机驱动器在线结温估计。本文首先介绍了目前常见的几种结温估计方法,对各种方法的优缺点进行了概括,针对于工程应用场合分析几种结温估计方法的适用性。在分析了几种常见结温估计方法的适用性基础上,根据电动汽车电机驱动器所用IGBT模块特点锁定了适用于在线结温估计方案。IGBT模块内部结构中通常会内置一个负温度系数热敏电阻NTC用于获取模块内部的温度情况,很多厂商的变流器产品中都是利用IGBT模块内部的NTC读取的温度...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1常见电气化设备热安全事故Fig1.1Commonthermalsafetyaccidentsofelectrifiedequipment

系统的可靠性也面临越来越严峻的挑战，电气化设备的热安全备受关注，如图1.1为常见电气化设备热安全事故。本文是从工程应用的角度出发，以纯电动汽车的功率安全相关为应用背景，针对电动汽车用电机驱动器中IGBT模块的结温估计展开相关研究。图1.1常见电气化设备热安全事故Fig....

图1.2电力电子系统各部件失效比例Fig1.2Failureproportionofcomponentsinpowerelectronicssystem

、机械应力与热应力的能力。除此之外，为了模块的应用选型上采用大裕量冗余的经验设计造成了功率器件视在容量和经济成本的浪费。上能够提高模块的可靠性，但是很难从根源上解可靠性难题。国外的一份电力电子系统可靠性相系统中失效率最高的部件是功率半导体器件，统各部件失效比例如图1.2所示。....

图1.3造成电力电子系统失效各因素的比例Fig1.3Proportionoffactorscausingpowerelectronicsystemfailure

图1.3造成电力电子系统失效各因素的比例3Proportionoffactorscausingpowerelectronicsystem温估计研究现状块的功率器件芯片是被焊接在模块封装的内部其结温，获取IGBT模块的结温成为了学术界与难点热点问题，国内外许多....

图1.4IGBT模块中的NTCFig1.4TheNTCinIGBTmodules

图1.4IGBT模块中的NTCFig1.4TheNTCinIGBTmodules测温是利用了物理学中的热电效应。本文中的实温度测取，如图1.5所示，将热电偶贴附于IG下基板温度。文献[17]中便是利用了热电偶的测同材料层中埋入热电偶来测取温度分析各层温....

本文编号：3961202