發(fā)布時(shí)間：2019-05-20 05:37

【摘要】：壓接式IGBT(press pack IGBT,PPI)器件在高壓大電流應(yīng)用領(lǐng)域中越來(lái)越引起關(guān)注。在PPI器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程中,內(nèi)部并聯(lián)芯片的最大電流過(guò)沖決定了器件的使用極限。該文提出了一種新型圓周凸臺(tái)布局方式,可使PPI器件開(kāi)通過(guò)程中各個(gè)IGBT芯片支路的電流過(guò)沖只超過(guò)額定電流的4.7%,各個(gè)續(xù)流二極管支路的電流完全一致。首先,采用Ansoft Q3D Extractor提取了PPI器件內(nèi)部IGBT芯片發(fā)射極凸臺(tái)支路和續(xù)流二極管并聯(lián)凸臺(tái)支路的電感參數(shù)矩陣,建立了用于分析PPI器件內(nèi)部并聯(lián)IGBT芯片和續(xù)流二極管支路開(kāi)通與關(guān)斷過(guò)程電流波形的等效電路,并基于實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法,驗(yàn)證了所提電感參數(shù)的有效性。以2500V/600A的PPI器件為例,研究了該器件內(nèi)部并聯(lián)IGBT芯片和續(xù)流二極管支路的電流過(guò)沖及開(kāi)關(guān)損耗特性。其次,基于該文定義的并聯(lián)凸臺(tái)支路的電流過(guò)沖系數(shù)和不均流因子,對(duì)現(xiàn)有的PPI器件內(nèi)部凸臺(tái)布局方式進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,優(yōu)化后的凸臺(tái)布局方式大大降低了PPI器件開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中各個(gè)并聯(lián)支路的電流過(guò)沖,且IGBT芯片的開(kāi)關(guān)損耗更加均勻。該文的研究成果可以應(yīng)用于更大電流參數(shù)的壓接式IGBT器件內(nèi)部并聯(lián)芯片的布局設(shè)計(jì)。
[Abstract]:IGBT (press pack IGBT,PPI) devices have attracted more and more attention in the field of high voltage and high current applications. In the switching process of PPI devices, the maximum current overshoot of the internal parallel chip determines the limit of the device. In this paper, a new type of circumferential convex table layout is proposed, which can make the current overshoot of each IGBT chip branch only exceed 4.7% of the rated current during the turn-on of PPI devices, and the current of each continuation diode branch is exactly the same. Firstly, Ansoft Q3D Extractor is used to extract the inductance parameter matrix of the emitter convex station branch and the continuous current diode parallel convex station branch of the IGBT chip in the PPI device. An equivalent circuit for analyzing the current waveform of parallel IGBT chip and branch of continuous current diode in PPI device is established, and the effectiveness of the proposed inductance parameters is verified based on the experimental measurement method. Taking the PPI device of 2500V/600A as an example, the characteristics of current overshoot and switching loss of parallel IGBT chip and branch of continuous current diode are studied. Secondly, based on the current overshoot coefficient and uneven current factor of the parallel convex platform branch defined in this paper, the internal convex platform layout of the existing PPI devices is optimized. The results show that the optimized convex platform layout greatly reduces the current overshoot of each parallel branch during the turn-on and shutdown of PPI devices, and the switching loss of IGBT chip is more uniform. The research results of this paper can be applied to the layout design of parallel chips in voltage-connected IGBT devices with larger current parameters.
【作者單位】： 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué));全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51477048) 國(guó)家能源應(yīng)用技術(shù)研究及工程示范項(xiàng)目(NY20150705)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TN322.8

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本文編號(hào)：2481396