IGBT关断时刻的应力波测量优化及影响因素分析

摘要

绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)是电能变换的核心器件,其健康状态与系统的可靠运行直接相关。声发射(AE)是一种快速、无损、在线的检测方法,广泛应用于电力行业,在IGBT的状态评估中具有潜在的应用价值。已有的研究表明:IGBT在关断瞬间能够产生应力波(SW),且AE传感器能够对应力波信号进行测量,但在测量时容易受到周围电场的干扰。该文分析了普通AE传感器干扰信号产生的原因,提出基于差分式AE传感器的应力波测量方法,并从理论角度论证了差分式AE传感器的抗干扰机理。搭建试验平台,通过试验证明差分式AE传感器具有较好的抗电气干扰能力,能够对IGBT关断应力波进行有效地提取。进一步地,对不同关断电流条件下的IGBT进行应力波的测量和分析,发现关断电流与应力波的强度强相关,可为后续探索应力波产生机理及实现IGBT在线监测提供参考。