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水泥 2024年第3期 71-73页

作者：郭成军伍帮春尹其成李书豪徐勇中材安徽水泥有限公司安徽巢湖238000

本文通过对高压变频器的功率单元的核心部件igbt和电解电容器的检测和试验,替换为性能更加优良的零部件进行升级换代,提升了高压变频器的工作性能,满足生产线增产提效的生产需求。

关键词：高压变频器功率单元 igbt 电解电容器

Characterization of Electric Field Distribution Within High Voltage Press-packed igbt Submodules Under Conditions of Repetitive Turn-on and Turn-off

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2022年第2期8卷 609-620页

作者： Teng Wen Xiang Cui Sijia Liu Xuebao Li Zhibin Zhao State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources North China Electric Power UniversityBeijing 102206China

The high-voltage high-power press-packed igbt(PPI)devices are the key component of the DC transmission apparatus.A PPI device is composed of several PPI submodules.In general,the PPI submodule works in a state of repetitive turn-on and turn-off,and the corresponding working voltage is the positive periodic square waveform(PPSW)voltage,which is much different from the conventional AC or DC voltage.In addition,insulation capability is one of the most critical challenges in the design and fabrication of PPI devices.To improve the insulation capability of the device,composite insulation structures with multiple dielectrics are usually employed.Under the PPSW voltage,it is essential to analyze the transient electric field to solve the insulation challenge of the PPI devices.However,the electric field of the PPI is often calculated under the electrostatic field or DC field.Moreover,the transient characteristics of the electric field are ignored.Therefore,this paper focuses on the analysis of the transient characteristics of the electric field of the PPI submodule under the PPSW voltage.The influences of the waveform parameters of the PPSW voltage on the transient characteristics are demonstrated in detail.This study is significant for the insulation analysis and design of the PPIs.

关键词： Electroquasistatic field FEM igbt positive periodic square waveform voltage transient electric field

Review of Hybrid Packaging Methods for Power Modules

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Chinese Journal of Electrical Engineering 2023年第4期9卷 23-40页

作者： Puqi Ning Xiaoshuang Hui Yuhui Kang Tao Fan Kai Wang Yunhui Mei Guangyin Lei Institute of Electrical Engineering Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China School of Electrical Engineering Tiangong UniversityTianjin 300387China Academy for Engineering and Technology Fudan UniversityShanghai 200433China

The hybrid structure of a power-module package is summarized and classified.Basic and extended planar wire-bond designs are analyzed and compared with regular wire-bond modules and planar modules,respectively.The automatic layout method can improve the electrical and thermal performance of hybrid structures.A state-of-the-art hybrid structure is introduced,and suggestions for alleviating the current and temperature imbalances for future designs are provided.

关键词： Junction temperature monitoring igbt conduction voltage

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igbt多物理场建模技术与应用研究概述

中国电机工程学报 2022年第1期42卷 271-289页

作者：耿学锋何赟泽李孟川任丹彤邹翔赵俊蒙李运甲湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

igbt作为电能变换的核心器件,在电力电子中的地位不言而喻。然而igbt内部复杂的多物理场交互及不同的应用场景使人们难以对其行为特性以及机理进行精确描述。多物理场仿真从场的角度刻画igbt在运行过程中的内部规律,为解决上述问题提供... 详细信息

igbt作为电能变换的核心器件,在电力电子中的地位不言而喻。然而igbt内部复杂的多物理场交互及不同的应用场景使人们难以对其行为特性以及机理进行精确描述。多物理场仿真从场的角度刻画igbt在运行过程中的内部规律,为解决上述问题提供了有效手段。文中总结前人研究成果,梳理当下igbt的多物理场建模技术以多物理场分析在igbt中的应用现状,归纳所存在的问题和难点,并分析未来该技术在igbt中继续应用发展的趋势,如模型的降阶、非线性求解、电磁热力全耦合、多尺度协调、数字孪生等技术。可以预见,随着宽禁带半导体材料的应用,多物理场建模技术将进一步在机理揭示、封装优化、状态监测和失效分析等领域发挥重要作用。

关键词： igbt 多物理场建模技术状态监测电磁热力

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高压igbt雪崩鲁棒性的研究

物理学报 2023年第7期72卷 400-409页

作者：杨武华王彩琳张如亮张超苏乐西安理工大学电子工程系西安710048

随着绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)电压等级的提升和电流容量的增大,雪崩效应已成为限制器件安全工作区(safe operating area,SOA)的重要因素.雪崩发生后igbt背面p+n结的空穴注入是其雪崩效应区别于其他器... 详细信息

随着绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)电压等级的提升和电流容量的增大,雪崩效应已成为限制器件安全工作区(safe operating area,SOA)的重要因素.雪崩发生后igbt背面p+n结的空穴注入是其雪崩效应区别于其他器件的主要特征.本文通过理论分析与数值模拟的方法研究了igbt雪崩击穿特性以及雪崩产生电流丝的性质,揭示了控制雪崩产生电流丝性质的物理机制.结果表明igbt背面的空穴注入导致其雪崩击穿曲线上产生额外的负微分电阻分支;器件共基极电流增益α_(pnp)是决定雪崩产生电流丝的关键因素,随着α_(pnp)的增大,雪崩产生的电流丝强度越强、移动速度越慢,从而导致器件的雪崩鲁棒性越弱.

关键词： igbt 雪崩效应电流丝鲁棒性

中石油首个!禾望igbt制氢电源再创新里程碑

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变频器世界 2024年第3期27卷 14-14页

从油田到绿色能源,玉门正在书写新的辉煌篇章。近日,禾望电气7.0MW新型igbt制氢电源在甘肃酒泉玉门油田可再H2:100r生能源制氢示范项目顺利投运。该项目是中国石油首个规模化可再生能源制氢项目,投产后所产绿氢将为周边工业用氢、交通... 详细信息

从油田到绿色能源,玉门正在书写新的辉煌篇章。近日,禾望电气7.0MW新型igbt制氢电源在甘肃酒泉玉门油田可再H2:100r生能源制氢示范项目顺利投运。该项目是中国石油首个规模化可再生能源制氢项目,投产后所产绿氢将为周边工业用氢、交通用氢提供稳定氢源,为水电解制氢技术、设备的研发提供实证平台,探索一条绿电+绿氢产业融合发展的新路径。

关键词：产业融合发展可再生能源绿色能源水电解制氢玉门油田示范项目甘肃酒泉 igbt

高压大功率igbt失效机理和耐高温改性有机硅灌封材料研究综述

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高电压技术 2023年第4期49卷 1632-1644页

作者：王争东罗盟成永红西安建筑科技大学机电工程学院西安710055 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

随着当今世界能源消耗量和电力需求的增加,柔性直流输电技术得到了快速发展。绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)作为直流输电技术的关键装备,具有节能、高频、安装方便、散热稳定等诸多优点。在直流输电技术发... 详细信息

随着当今世界能源消耗量和电力需求的增加,柔性直流输电技术得到了快速发展。绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)作为直流输电技术的关键装备,具有节能、高频、安装方便、散热稳定等诸多优点。在直流输电技术发展的同时,igbt电力电子装备不断向高电压、大功率的方向发展,其产生的热量和运行温度逐渐增加,致使其绝缘灌封系统失效问题日益突出,因此,寻找一种具有耐高温性能的绝缘灌封材料对于高压大功率igbt等电气装备的发展具有重要的意义。该文从igbt的封装结构入手,总结和分析了igbt不同影响因素下的失效机理,并针对其中的高温作用下的封装失效,阐述了目前耐高温改性有机硅灌封材料的研究进展,同时对其应用领域进行了归纳,期望为新型耐高温有机硅灌封材料的研发提供一定的思路。

关键词： igbt 绝缘封装失效机理耐高温有机硅

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雷动智创igbt全控型制氢电源小批量交付

变频器世界 2024年第2期27卷 46-46页

近日,北京雷动智创科技有限公司为客户提供的igbt全控型制氢电源设备日前顺利发货,这是继成功交付华能8.3MWigbt制氢电源后,该公司小批量交付的5MW级igbt全控型制氢电源订单。作为电解水制氢系统的关键部件,本次交付的全控型igbt制氢电... 详细信息

近日,北京雷动智创科技有限公司为客户提供的igbt全控型制氢电源设备日前顺利发货,这是继成功交付华能8.3MWigbt制氢电源后,该公司小批量交付的5MW级igbt全控型制氢电源订单。作为电解水制氢系统的关键部件,本次交付的全控型igbt制氢电源采用PWM技术,基于公司成熟控制平台打造,具有系统效率高、响应速度快、对电网友好、直流输出稳定等特点,同时采用模块化集成优化设计,可适应碱性电解槽动静态运行特性,可保证大规模可再生能源制氢复杂电网工况下的长期稳定运行。

关键词：集成优化设计电解水制氢可再生能源直流输出 PWM技术小批量 igbt 全控型

多芯片并联igbt模块老化特征参量甄选研究

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电工技术学报 2022年第13期37卷 3304-3316,3340页

作者：丁雪妮陈民铀赖伟罗丹魏云海输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

多芯片并联的绝缘栅双极型晶体管(igbt)是大容量电力电子装备的核心器件,其运行可靠性受到业界的广泛关注。甄选能表征多芯片并联igbt模块老化状态的特征参量对系统主动运维和可靠性提升十分重要。该文以英飞凌1.7kV多芯片并联封装igbt... 详细信息

多芯片并联的绝缘栅双极型晶体管(igbt)是大容量电力电子装备的核心器件,其运行可靠性受到业界的广泛关注。甄选能表征多芯片并联igbt模块老化状态的特征参量对系统主动运维和可靠性提升十分重要。该文以英飞凌1.7kV多芯片并联封装igbt模块为研究对象,对比分析芯片焊料层老化和键合线脱落对电-热-磁特性影响规律,提出磁感应强度作为多芯片并联igbt模块疲劳失效状态监测的特征量。首先,建立多芯片并联igbt模块稳态导通等效电路,定性分析模块退化与磁感应强度的耦合关系;其次,基于模块的三维电-热-磁有限元模型研究多芯片并联igbt模块电、热、磁参量在老化失效中的变化规律和灵敏性。结果表明,磁感应强度在两种失效模式中灵敏性均最高,并不受环境温度变化的影响,而且在测量中可以避免与模块电路的直接接触,对模块的正常运行影响较小,因此适合作为多芯片并联功率模块运行状态监测的特征参量。

关键词：多芯片并联 igbt 磁感应强度老化特征参量状态监测

一种用于V形钳位多电平变换器的igbt吸收电路方案

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电工技术学报 2022年第14期37卷 3608-3619页

作者：薛尧王琛琛杨晓峰李凯郑琼林北京交通大学电气工程学院北京100044

只有公共直流侧电容的V形钳位多电平变换器(VMC)在中压、大功率电能变换的场合具备良好的应用价值。但当VMC电平数较高时,其换流回路电感不可避免地增大,使igbt开关器件的关断过电压问题凸显。为此,该文提出一种简单的VMC吸收电路方案... 详细信息

只有公共直流侧电容的V形钳位多电平变换器(VMC)在中压、大功率电能变换的场合具备良好的应用价值。但当VMC电平数较高时,其换流回路电感不可避免地增大,使igbt开关器件的关断过电压问题凸显。为此,该文提出一种简单的VMC吸收电路方案。依据VMC的运行原理,将其开关器件区分为主开关器件和辅助开关器件。主开关器件动作并切换电流通路,在每一对互补的主开关器件两端添加吸收电容(构成类似半桥开关能量缓冲单元),以抑制其关断过电压。而主开关器件相对应的辅助开关器件则先开通、后关断,仅提供静态电压支撑的功能,因此无需吸收电路保护。该文以七电平VMC为例,对所提的吸收电路方案进行了分析和研究。实验结果表明,所提的VMC吸收电路方案能够显著抑制开关器件的关断电压尖峰。并且,该方案仅需少量吸收电容与主开关一起构成类似半桥开关能量缓冲单元的形式即可实现所有开关器件的关断过电压保护,其成本低、可靠性高,具有良好的工程实用性。

关键词： V 形钳位多电平变换器吸收电路 igbt 关断过电压电压尖峰