IGBT短路情况下瞬态温度的测量及建模

摘要

本文讨论了对交流器内元件损坏可能性的估算,目的是通过仿真方法来预测失效。研究了绝缘栅双极晶体管（IGBT）在短路情况下的热损坏;提出了一个简单的试验方法,来估算元件在较低的门—源电压和冷却工况下饱和电流响应时的温度延迟,同时与其它经典试验方法作了比较,建立了三种一维热模型,其中第一种模型是一个等效热回路,它由一系列热阻热容单元（RC）描述;第二种模型是研究离散化的热传导方程;第三种模型是一个分析模型,它建立了导热问题的内部近似方法。研究表明,元件临损坏之前的临界温度大于本征温度,即半导体变为纯净时的温度。估算临界温度高于1050K,大大高于本征温度（约550K）,后者的值如不考虑多维因素的影响将较低估。最后,给出了阈值电压V_th和饱和电流Isat在IGBT承受重复短路应力时的下降程度。