Come monitorare la temperatura con il tiristore IGBT

Transistor bipolare a gate isolato (IGBT) è ampiamente utilizzato in vari campi come la comunicazione, trasporto, e potenza, e si sta sviluppando verso l'alta tensione, ad alta frequenza, e ad alta potenza. Gli elevati requisiti di sicurezza dei sistemi di cui sopra aumentano i requisiti di affidabilità dell'IGBT. Pertanto, il monitoraggio dello stato e la previsione della vita dell'IGBT sono estremamente importanti. Esistono molte forme di fallimento dell'IGBT, e la temperatura è il fattore principale che causa il suo guasto. Pertanto, l'analisi termica è una parte importante della valutazione dello stato IGBT, e la misurazione in tempo reale della temperatura di giunzione IGBT è di grande importanza per migliorare l'affidabilità del sistema.

I tiristori ad alta tensione e ad alta potenza sono componenti chiave delle valvole di conversione nei progetti di trasmissione in corrente continua ad altissima tensione o ad altissima tensione, e lo stato di salute dei tiristori influisce direttamente sulla sicurezza e sull'affidabilità dei progetti di trasmissione in corrente continua. Durante il funzionamento dei tiristori, L'invecchiamento è inevitabile a causa degli effetti combinati dell'alta tensione, alta corrente, temperatura, umidità, Vibrazione meccanica, e radiazioni, tra le altre sollecitazioni. Anche i parametri di prestazione dei tiristori cambiano con l'invecchiamento. Una comprensione completa delle leggi di invecchiamento e di degradazione dei parametri dei tiristori è di grande importanza per valutare lo stato dei tiristori, formulazione di piani di manutenzione scientifica, e prevedere la vita residua dei tiristori.

Come circuito di gate a bassa e alta tensione, il normale funzionamento dell'IGBT determina direttamente lo stato di funzionamento dell'elettrocompressore. Il guasto dell'IGBT è uno dei principali problemi nel mercato post-vendita dei compressori elettrici per veicoli elettrici. Le modalità di guasto includono principalmente guasto IGBT e cortocircuito, tra cui la sovracorrente e il surriscaldamento dell'IGBT sono le principali cause del suo guasto. Adesso, la maggior parte dei produttori aggiunge la protezione da sovracorrente IGBT (protezione da sovraccarico) e protezione da surriscaldamento IGBT alla strategia di controllo del compressore in base alla modalità di guasto dell'IGBT. Tuttavia, Queste strategie di protezione non erano correlate prima, e IGBT possono funzionare a lungo in condizioni di corrente e temperatura elevate, che riduce indubbiamente la durata di vita dell'IGBT. Inoltre, questo metodo di protezione limiterà la corrente di lavoro dell'IGBT, limitando così la potenza erogata dal motore.

Con il continuo esaurimento dell'energia chimica e l'intensificazione dell'inquinamento ambientale, La quota di mercato dei veicoli elettrici è aumentata di anno in anno. Come componente principale dei veicoli elettrici, Il controller del motore fornisce la forza motrice per l'intero veicolo. Transistor bipolare a gate isolato (IGBT) svolge un ruolo importante come componente centrale della sua parte di controllo. A causa dell'elevata potenza del motore di azionamento utilizzato nei veicoli elettrici e dell'ambiente di lavoro difficile, I moduli IGBT sono necessari per gestire correnti elevate. Ciò richiede che i moduli IGBT abbiano buone capacità di dissipazione del calore e siano in grado di resistere a temperature di esercizio elevate.

I dispositivi di potenza a semiconduttore rappresentati da IGBT sono uno dei componenti principali degli inverter e anche uno dei principali componenti di riscaldamento. La loro gestione termica è estremamente importante e influisce notevolmente sulla durata dei dispositivi e sulla vita utile degli inverter. Il calore influisce principalmente sulla durata dei dispositivi IGBT da due aspetti di temperatura. Dapprima, la temperatura consentita. Oggigiorno, la temperatura massima consentita per i dispositivi IGBT industriali è per lo più 150 °C, con una piccola porzione che raggiunge 175 °C. Se la temperatura consentita viene superata, L'affidabilità del dispositivo non può essere garantita ed è facile che si guasti; Il secondo è la fluttuazione della temperatura o il ciclo della temperatura, perché i dispositivi IGBT contengono più materiali all'interno, e ogni materiale ha un diverso tasso di dilatazione termica. Le fluttuazioni di temperatura causano l'espansione e la contrazione ripetute del dispositivo, e il grado di espansione e contrazione dei diversi materiali varia. Frequenti fluttuazioni di temperatura possono portare al guasto del dispositivo IGBT a causa dell'affaticamento termico. I dispositivi IGBT consentono di monitorare la temperatura negli inverter di corrente, e c'è un certo margine nella progettazione del prodotto; Tuttavia, Le fluttuazioni di temperatura sono spesso trascurate, e anche quando si presta attenzione alle fluttuazioni di temperatura, la considerazione principale è quella di evitare che le temperature di giunzione IGBT superino la temperatura consentita durante le fluttuazioni, piuttosto che concentrarsi sulla vita ciclica della temperatura. Questo perché l'affaticamento termico dei dispositivi causato dalle fluttuazioni di temperatura è strettamente correlato alla frequenza e all'ampiezza delle fluttuazioni, ed è un processo di accumulo a lungo termine.

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