IGBT光纖測(cè)溫-可控硅光纖測(cè)溫-晶閘管光纖測(cè)溫

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)被廣泛應(yīng)用于通訊、交通和電力等諸多領(lǐng)域，并且正在朝著高電壓、高頻率和大功率的方向發(fā)展。以上系統(tǒng)的高安全性要求使得IGBT的可靠性的要求提高。因此對(duì)IGBT的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和壽命預(yù)測(cè)極其重要，IGBT失效形式很多，而溫度是是導(dǎo)致其失效的主要因素，因此熱分析是IGBT狀態(tài)評(píng)估中的重要內(nèi)容，實(shí)時(shí)測(cè)取IGBT結(jié)溫對(duì)于提高系統(tǒng)的可靠性具有重要的意義。

高電壓大功率晶閘管是超高壓或特高壓直流輸電工程中換流閥的關(guān)鍵元件，晶閘管的健康狀況直接影響著直流輸電工程的安全可靠性。晶閘管在工作過(guò)程中，在高電壓、大電流、溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)、以及輻射等多種應(yīng)力的共同作用下，晶閘管發(fā)生老化的現(xiàn)象在所難免，其性能參數(shù)也隨著老化而改變。全面掌握晶閘管的老化及其參數(shù)退化的規(guī)律，對(duì)于晶閘管狀態(tài)評(píng)估、制定科學(xué)的檢修方案，以及對(duì)晶閘管剩余壽命預(yù)測(cè)均具有十分重要的意義。

IGBT作為低壓高壓的一個(gè)門電路，其工作正常與否直接決定了電動(dòng)壓縮機(jī)工作狀態(tài)。IGBT失效是電動(dòng)汽車售后市場(chǎng)電動(dòng)壓縮機(jī)的主要問(wèn)題之一，失效模式主要有IGBT擊穿和短路，其中IGBT過(guò)流、過(guò)熱是導(dǎo)致其失效的主要的原因。目前大部分廠家根據(jù)IGBT的失效模式，會(huì)在壓縮機(jī)控制策略中會(huì)增加IGBT過(guò)流保護(hù)(過(guò)載保護(hù))和IGBT過(guò)熱保護(hù)，但這些保護(hù)策略之前沒(méi)有相互關(guān)聯(lián)，IGBT可能會(huì)有長(zhǎng)時(shí)間工作在大電流和高溫下的情況，這無(wú)疑會(huì)降低IGBT的使用壽命，而且此種保護(hù)方式會(huì)限制IGBT的工作電流，進(jìn)而限值電機(jī)的動(dòng)力輸出。

隨著化工能源的不斷枯竭，環(huán)境污染的加劇，電動(dòng)汽車在市場(chǎng)占有率逐年提升。電機(jī)控制器作為電動(dòng)汽車的核心部件，為整車提供驅(qū)動(dòng)力。絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為其控制部分的核心元器件，扮演著重要的角色。由于電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率大，工作環(huán)境惡劣，這要求IGBT模塊能夠處理較大的電流。這要求IGBT模塊本身具有良好的散熱能力，同時(shí)可以承受較高的工作溫度。

以IGBT為代表的半導(dǎo)體功率器件是變流器的核心部件之一，也是主要的發(fā)熱部件之一，其熱管理極其重要，在很大程度上影響著器件的壽命和變流器的可使用年限。熱主要從兩個(gè)溫度方面影響IGBT器件壽命，一是允許溫度，當(dāng)前工業(yè)類的IGBT器件最高允許溫度大多為150℃，小部分為175℃，超過(guò)允許溫度，器件可靠性得不到保證，很容易失效；二是溫度波動(dòng)或者叫溫度循環(huán)，因?yàn)?span id="lbxtxfx" class="highlight">IGBT器件內(nèi)部包含多種材料，而每種的材料熱膨脹率不一樣,溫度波動(dòng)使得器件反復(fù)地膨脹和收縮，而不同材料的膨脹和收縮程度不一樣，頻繁的溫度波動(dòng)會(huì)帶來(lái)IGBT器件因熱疲勞而失效的問(wèn)題。IGBT器件允許溫度在當(dāng)前的變流器中都會(huì)被關(guān)注，并且產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)留有一定裕量；而溫度波動(dòng)在很多時(shí)候被較少關(guān)注，即使關(guān)注溫度波動(dòng)，也主要考慮避免波動(dòng)時(shí)的IGBT結(jié)溫超過(guò)允許溫度，而不是關(guān)注溫度循環(huán)壽命，因?yàn)?span id="fxbhvnn" class="highlight">溫度波動(dòng)造成的器件熱疲勞與波動(dòng)的頻率和幅值密切相關(guān)，是一個(gè)的長(zhǎng)期積累的過(guò)程。

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