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《浙江大学》 2017年
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基于组合式动态热敏电参数的功率IGBT模块结温提取研究与应用

王祥  
【摘要】:大功率IGBT模块被广泛的应用于柔性直流输电、高速机车牵引等方面,其可靠性对于整个系统的正常运行有着重要的影响。工况复现测试平台旨在模拟风电并网等工况下,研究大功率IGBT模块的开关特性、结温提取、寿命预测等可靠性相关问题。本文针对工况复现测试平台的需求,设计了配合测试平台的上位机软件,并重点关注大功率IGBT的结温提取,提出了利用组合式动态热敏电参数进行结温提取的方法。在上位机软件的设计中,本文结合了模块化编程的思想,根据LabVIEW的编程特点,将工况复现的上位机软件需求进行功能划分成多个子状态分别编程,然后利用状态机进行子状态切换,完成对测试平台的远程控制和数据显示保存功能,具有避免重复操作、利于调试修改等优点。在大功率IGBT模块的结温提取方面,本文首先对其开关过程进行了分析。结合其封装特点,以大功率IGBT模块内部寄生电感为媒介,对开关过程中的动态热敏电参数随着工作条件的变化趋势进行了对比分析,并重点分析了动态热敏电参数对于结温变化的线性度。在此基础上,针对单一动态热敏电参数法测量结果会受到工作电流影响的缺点,提出了组合式热敏电参数的结温提取法,阐述了组合式热敏电参数的原理,进行了实验验证,并将新的方法与单一动态热敏电参数的结温提取法从准确性、应用广泛性、测量复杂性、校正复杂性、对电流测量的需求度五个方面进行了对比。然后,在热敏电参数线性组合的基础上,本文提出了组合式热敏电参数的高阶优化,使之可以应用于线性度并不好的模块之中,并进行了工况复现实验,验证组合式热敏电参数结温提取方法的有效性。论文最后,对全文内容进行总结,对组合式热敏电参数结温提取法在后续研究中的应用进行了展望。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN322.8

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【参考文献】
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