IGBT模塊FZ400R12KE4作用及工作原理

 IGBT 模塊功率半導體在可再生能源生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在風力發(fā)電機中，功率半導體轉(zhuǎn)換電能，并將發(fā)電機與電網(wǎng)耦合。風力發(fā)電機中的風能功率轉(zhuǎn)換器除傳輸電能外，還控制著幾項重要功能，因此對功率半導體的質(zhì)量要求。風力發(fā)電機設(shè)計必須提供zui大化的可用性，幫助保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性，而風能功率轉(zhuǎn)換器便是最重要的一部分。因此，電網(wǎng)的穩(wěn)定性取決于功率半導體器件的動態(tài)能力、優(yōu)異的功能和的可靠性。憑借*連接技術(shù) .XT，配備 IGBT5 .XT 的 1700 V PrimePACK™ 是未來幾年內(nèi)風電市場的產(chǎn)品，可提供出色的功率循壞能力，從而延長使用壽命。PrimePACK™ 3+ 是種*功率模塊封裝，非常適合風能應用，且封裝可實現(xiàn)高載流能力。

 IGBT 模塊由于對模塊中的熱量傳遞有耦合相互作用的影響，因此無論是在連續(xù)網(wǎng)絡(luò)熱路模型還是在局部網(wǎng)絡(luò)熱路模型中，只要IGBT和散熱片的建模和Zt h的測量是彼此獨立分開的，IGBT和散熱片的連接使用就不可能沒有問題。一個沒有問題的IGBT加散熱片系統(tǒng)的建模只能通過測量熱阻Zt h ja得到，即同時對通過IGBT的結(jié)、導熱膠和散熱片到環(huán)境的整個熱量流通路徑進行測量。這就是建立整個系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)熱路模型，通過這個模型就可以準確地算出結(jié)溫。下面介紹結(jié)溫的測量原理。給模塊通電流，那么就給模塊加了一個恒定功率P，因此經(jīng)過一段暫態(tài)時間后，模塊結(jié)溫上升到一個穩(wěn)態(tài)固定值。關(guān)掉電源后，記錄模塊的冷卻過程溫度。在冷卻過程中，給模塊加一個規(guī)定的測量電流（Iref 約為 1/1000 Inom），并記錄飽和導通電壓或正向電壓。這樣結(jié)溫Tj(t )可以通過測量得到的飽和導通電壓經(jīng)過定標曲線Tj = f (VCE @ Iref)得到。在這之前，通過外部對待測試模塊的均勻加熱，測量記錄曲線 VCE = f (Tj @ Iref)，該曲線 與Tj = f (VCE @Iref) 相反。

IGBT和二極管下面（見紅色標記）的基板溫度是通過壓力傳感器測量得到的。測量得到的基板平均溫度 IGBT 模塊Tcase之后用于分別計算二極管和IGBT芯片的Zt h jc = (Tj-Tcase) / P。溫度測量時數(shù)據(jù)的不均勻和離散必須在安全裕量范圍內(nèi)。模塊表面到散熱片的熱阻可以通過散熱片上三個藍色點的測量值計算得到。不過，測量Zt h ja ，即從結(jié)到環(huán)境的熱阻更有利。結(jié)到環(huán)境的熱阻抗包含了IGBT、中間傳熱介質(zhì)、散熱片組成的整個傳熱介質(zhì)。如果削減了測試結(jié)溫的費用，那么至少導熱膠應當要包含進散熱片的熱特性測量中。為了實現(xiàn)這一點，導熱膠加散熱片的熱阻Zt h ca，必須通過測量基板溫度Tc減去環(huán)境溫度Tam b計算得到。