結(jié)溫是IGBT器件的重要狀態(tài)變量,可在變流器運行過程中通過監(jiān)測溫敏電參數(shù)d V/dt獲得相關(guān)信息。然而實際系統(tǒng)中除溫度與電流外,其他因素也可能改變溫敏參數(shù)d V/dt,從而影響IGBT結(jié)溫測量的準確性。首先主要研究了不同因素（包括直流電壓,門極電阻,雜散電感以及突波吸收電容）對溫敏參數(shù)d V/dt的影響,并對不同因素與d V/dt的關(guān)系進行了理論分析;然后利用雙脈沖實驗研究了不同因素對1 700 V/450 A的IGBT模塊溫敏參數(shù)d V/dt的影響,并進一步評估其對結(jié)溫測量的影響。該研究工作對基于d V/dt的IGBT結(jié)溫測量技術(shù)的研發(fā)具有一定的參考價值。 

【文章來源】：電源學(xué)報. 2016,14(06)CSCD

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【部分圖文】：

基于dV/dt的IGBT結(jié)溫測量方法

波吸收電容對第3階段的電壓變化率dV/dt基本無影響。3實驗研究3.1實驗系統(tǒng)采用（InfineonFF450R17ME4）1700V/450A的IGBT模塊搭建的H橋?qū)嶒炿娐�，實驗系統(tǒng)如圖3所示，系統(tǒng)基本參數(shù)如表1所示。通過雙脈沖實驗研究不同因素對IGBT關(guān)斷過程電壓變化率的影響，并評估其對結(jié)溫測量結(jié)果的影響。實驗通過電壓電流探頭經(jīng)示波器測量數(shù)據(jù)并傳送至電腦，利用Matlab進行數(shù)據(jù)分析，獲得不同因素下IGBT關(guān)斷時的電壓變化率。3.2實驗結(jié)果在IGBT電流ic=280A時，不同因素下測得的IGBT關(guān)斷電壓變化率dV/dt的變化情況如圖4～圖圖2溫敏參數(shù)dV/dt隨溫度變化的物理機理Fig.2PhysicalmechanismofthedV/dtchangingwithtemperature集電極（C）P+P+MOS溝道發(fā)射極（E）耗盡層基區(qū)CdepLMCge門極（G）Cox空穴濃度0載流子存儲區(qū)累積層充電x與集電極C距離CSR收縮t3t2t1t0WBN+（b）IGBT物理結(jié)構(gòu)與關(guān)斷過程中的載流電子變化情況37

電源學(xué)報總第68期圖6不同門極電阻時的電壓變化率dV/dtFig.6dV/dtunderdifferentgateresistances圖7不同雜散電感時的電壓變化率dV/dtFig.7dV/dtunderdifferentstrayinductances圖8不同突波吸收電容時的電壓變化率dV/dtFig.8dV/dtunderdifferentsnubbercapacitances3.63.43.23.02.82.62.42.2dV/dt（109V/s）6789101112131415Ro/Ω3.73.63.53.43.33.23.13dV/dt（109V/s）30405060708090Ls/nH圖4不同結(jié)溫時的電壓變化率dV/dtFig.4dV/dtunderdifferentjunctiontemperatures3.53.43.33.23.13.02.92.82030405060708090100110120dV/dt（109V/s）Tc/℃圖5不同直流母線電壓時的電壓變化率dV/dtFig.5dV/dtunderdifferentDCvoltages3.553.503.453.403.35dV/dt（109V/s）840850860870880890900VDC/V8所示。不同因素及結(jié)溫與dV/dt的關(guān)系如表2所示。對表2數(shù)據(jù)進行分析可知，IGBT結(jié)溫與其關(guān)斷時的dV/dt基本呈線性關(guān)系，結(jié)溫越高，dV/dt越校直流母線電壓VDC對IGBT關(guān)斷時的dV/dt產(chǎn)生了影響。電壓越高，IGBT關(guān)斷時的dV/dt越大。直流電壓VDC與dV/dt基本呈線性關(guān)系。當(dāng)直流母線電壓從898V下降到845V時dV/dt變化約4.5%，按表2中dV/dt的溫度特性進行估計，53V直流電壓的變化量引起結(jié)溫估算誤差可能達到21°C。因此，實際結(jié)溫測量時需同時監(jiān)測直流母線電壓并進行線性補償。不同門極電阻對IGBT關(guān)斷時的dV/dt產(chǎn)生了影響。門極電阻越大，IGBT關(guān)斷時的dV/dt則越校圖3實驗系統(tǒng)Fig.3Experimentalsystem負載電抗器差分電壓探頭DSP控制器電流探頭高壓直流電源I

【參考文獻】：
期刊論文
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