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基于电压变化率的IGBT结温预测模型研究

刘宾礼 唐勇 罗毅飞 刘德志 王瑞田 汪波

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基于电压变化率的IGBT结温预测模型研究

刘宾礼, 唐勇, 罗毅飞, 刘德志, 王瑞田, 汪波

Investigation of the prediction model of IGBT junction temperature based on the rate of voltage change

Liu Bin-Li, Tang Yong, Luo Yi-Fei, Liu De-Zhi, Wang Rui-Tian, Wang Bo
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  • 基于半导体物理和IGBT基本结构,通过合理简化与理论推导,建立了电压变化率模型,对电压变化率的影响因素与温度特性进行了深入研究,得出电压变化率随电压或电流的增大,线性增大;随结温增大,线性减小. 基于电压变化率模型,建立了IGBT电压变化率结温预测模型. 仿真和实验结果验证了模型的正确性与准确性. 对实现IGBT结温在线监测、提高IGBT模块及电力电子装置可靠性具有一定的理论意义和应用价值.
    Based on semiconductor physics and the essential structure of insulated gate bipolar transistor (IGBT), the model of dV_{CE}/\d t is established through reasonable simplification and theoretical derivation. The influencing factors and temperature characteristics of dV_{CE}/\d t are studied in depth. It is concluded that dV_{CE}/\d t increases linearity with the increase of voltage or current, and decreases with the increase of junction temperature also linearly. On the basis of the model for dV_{CE}/\d t, the prediction model of junction temperature is established. Results of simulations and experiments verify the correctness and accuracy of the models. It is significant in theory and practical application for realizing IGBT junction temperature monitoring on-line and improving the reliability of IGBT module and power electronic equipment.
    • 基金项目: 国家自然科学基金面上项目(批准号:51277178)、国家重点基础研究发展计划973 项目(批准号:2013CB035601)和国家优秀青年基金(批准号:51307176)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51277178), the National Key Basic Research Program of China (Grant No. 2013CB035601), and the National Science Foundation Program for Excellent Young Scientists of China (Grant No. 51307176).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-22
  • 修回日期:  2014-05-04
  • 刊出日期:  2014-09-05

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