IGBT模塊FZ400R12KE4作用及工作原理

 IGBT 模塊功率半導(dǎo)體在可再生能源生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，功率半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換電能，并將發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)耦合。風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的風(fēng)能功率轉(zhuǎn)換器除傳輸電能外，還控制著幾項(xiàng)重要功能，因此對(duì)功率半導(dǎo)體的質(zhì)量要求。風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)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(fēng)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(dǎo)體器件的動(dòng)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(lái)幾年內(nèi)風(fēng)電市場(chǎng)的產(chǎn)品，可提供出色的功率循壞能力，從而延長(zhǎng)使用壽命。PrimePACK™ 3+ 是種*功率模塊封裝，非常適合風(fēng)能應(yīng)用，且封裝可實(shí)現(xiàn)高載流能力。

 IGBT 模塊由于對(duì)模塊中的熱量傳遞有耦合相互作用的影響，因此無(wú)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(cè)量是彼此獨(dú)立分開(kāi)的，IGBT和散熱片的連接使用就不可能沒(méi)有問(wèn)題。一個(gè)沒(méi)有問(wèn)題的IGBT加散熱片系統(tǒng)的建模只能通過(guò)測(cè)量熱阻Zt h ja得到，即同時(shí)對(duì)通過(guò)IGBT的結(jié)、導(dǎo)熱膠和散熱片到環(huán)境的整個(gè)熱量流通路徑進(jìn)行測(cè)量。這就是建立整個(gè)系統(tǒng)的局部網(wǎng)絡(luò)熱路模型，通過(guò)這個(gè)模型就可以準(zhǔn)確地算出結(jié)溫。下面介紹結(jié)溫的測(cè)量原理。給模塊通電流，那么就給模塊加了一個(gè)恒定功率P，因此經(jīng)過(guò)一段暫態(tài)時(shí)間后，模塊結(jié)溫上升到一個(gè)穩(wěn)態(tài)固定值。關(guān)掉電源后，記錄模塊的冷卻過(guò)程溫度。在冷卻過(guò)程中，給模塊加一個(gè)規(guī)定的測(cè)量電流（Iref 約為 1/1000 Inom），并記錄飽和導(dǎo)通電壓或正向電壓。這樣結(jié)溫Tj(t )可以通過(guò)測(cè)量得到的飽和導(dǎo)通電壓經(jīng)過(guò)定標(biāo)曲線(xiàn)Tj = f (VCE @ Iref)得到。在這之前，通過(guò)外部對(duì)待測(cè)試模塊的均勻加熱，測(cè)量記錄曲線(xiàn) VCE = f (Tj @ Iref)，該曲線(xiàn) 與Tj = f (VCE @Iref) 相反。

IGBT和二極管下面（見(jiàn)紅色標(biāo)記）的基板溫度是通過(guò)壓力傳感器測(cè)量得到的。測(cè)量得到的基板平均溫度 IGBT 模塊Tcase之后用于分別計(jì)算二極管和IGBT芯片的Zt h jc = (Tj-Tcase) / P。溫度測(cè)量時(shí)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(guò)散熱片上三個(gè)藍(lán)色點(diǎn)的測(cè)量值計(jì)算得到。不過(guò)，測(cè)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(gè)傳熱介質(zhì)。如果削減了測(cè)試結(jié)溫的費(fèi)用，那么至少導(dǎo)熱膠應(yīng)當(dāng)要包含進(jìn)散熱片的熱特性測(cè)量中。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，導(dǎo)熱膠加散熱片的熱阻Zt h ca，必須通過(guò)測(cè)量基板溫度Tc減去環(huán)境溫度Tam b計(jì)算得到。