基于三電平NPC型逆變器IGBT功率模塊鍵合引線斷裂的在線監(jiān)測研究.pdf

1、三電平變流器有著大容量、耐壓等級高、輸出電流諧波含量少、開關(guān)損耗小等諸多優(yōu)點，所以是高壓大功率場合非常理想的選擇之一，而二極管箝位式三電平變流器拓?fù)涫悄壳跋鄬τ谄渌娖酵負(fù)?，研究最多最廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在大功率密度和高故障率的工業(yè)應(yīng)用場合中，電力電子變換器的可靠性是個關(guān)鍵問題，尤其針對半導(dǎo)體開關(guān)器件。
　　論文首先介紹了三電平NPC型變流器的研究背景，分析目前針對變流器及其中半導(dǎo)體功率器件可靠性的研究現(xiàn)狀。將絕緣柵雙極晶體管模塊內(nèi)

2、部鍵合引線的潛在缺陷視為失效先兆，對于提高IGBT模塊可靠性的健康監(jiān)測尤為重要。其次，本文針對三電平逆變器的可靠性評估，采取一種較為成熟的熱敏電氣參數(shù)作為故障標(biāo)志，在離線狀態(tài)下標(biāo)定基準(zhǔn)值和線性關(guān)系，通過采集電壓和溫度數(shù)據(jù)評估結(jié)溫及IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)。最后，提出了基于電路容錯控制和獨特的逆變器（或變流器）微調(diào)恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案，并在MATLAB環(huán)境下仿真驗證時序關(guān)系。該預(yù)測方法使用IGBT的端電壓作為監(jiān)測鍵合引線健康狀況的參考，依次檢測

3、NPC型三電平逆變器三相橋臂中逆變模塊是否發(fā)生故障，并在不降低逆變器的輸出功率前提下控制PWM波形后保持輸出平衡?？商峁?zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果，并允許操作者定位功率變換器內(nèi)的亞健康IGBT模塊，及時采取適當(dāng)措施以避免故障。
　　根據(jù)仿真得出的時序邏輯搭建實物平臺，TMS320F2808的DSP為控制核心，CPLD為輔助的10kW三電平NPC變流器實驗平臺，對本文所提方法的電壓、溫度數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度和變流器附加在線監(jiān)測系統(tǒng)運行時輸出特性進行了