压接型IGBT均流设计

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.201907122

中国电力 ›› 2019, Vol. 52 ›› Issue (9): 20-29.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201907122

• 电力电子器件可靠性专栏 • 上一篇下一篇

压接型IGBT均流设计

刘国友^1,2, 窦泽春^1,3, 罗海辉^1,2, 覃荣震^1,2, 王彦刚^1,2

1. 新型功率半导体器件国家重点实验室, 湖南株洲 412001;
2. 株洲中车时代电气股份有限公司, 湖南株洲 412001;
3. 中车株洲电力机车研究所有限公司, 湖南株洲 412001

收稿日期:2019-07-15 修回日期:2019-07-22 出版日期:2019-09-05 发布日期:2019-09-19
作者简介:刘国友(1966-),男,博士,高级工程师(教授级),从事功率半导体器件技术研究、产品开发及产业化工作,E-mail:liugy@csrzic.com;窦泽春(1985-),男,高级工程师,从事功率半导体器件技术研究与产品开发以及变流技术相关工作,E-mail:douzc@csrzic.com;罗海辉(1982-),男,博士,高级工程师(教授级),从事IGBT芯片及器件技术研究、产品开发及产业化工作,E-mail:luohh@csrzic.com;覃荣震(1982-),男,高级工程师,从事IGBT芯片设计开发、技术研究及产品开发工作,E-mail:qinrz@csrzic.com;王彦刚(1974-),男,博士,从事功率半导体IGBT及SiC器件封装技术研究、产品开发及可靠性研究等工作,E-mail:wangyg2@csrzic.com

Current-sharing Design of Press-Pack IGBT

LIU Guoyou^1,2, DOU Zechun^1,3, LUO Haihui^1,2, QIN Rongzhen^1,2, WANG Yangang^1,2

1. State Key Laboratory of Advanced Power Semiconductor Devices, Zhuzhou 412001, China;
2. Zhuzhou CRRC Times Electric Co., Ltd., Zhuzhou 412001, China;
3. CRRC Zhuzhou Institute Co., Ltd., Zhuzhou 412001, China

Received:2019-07-15 Revised:2019-07-22 Online:2019-09-05 Published:2019-09-19

摘要/Abstract

摘要： 针对压接型绝缘栅双极晶体管（IGBT）内部均流设计，对多芯片压接结构及其压力均衡、压接型IGBT芯片内部均流、子单元间均流等方面进行了研究和优化设计。试验验证了压接型IGBT具有良好的电流关断能力、短路电流能力及反偏安全工作区，器件内部均流状态较好。

关键词: 均流, 压接型, IGBT, 设计

Abstract: Aiming at the inner design of the press-pack IGBT devices, this paper focuses on the study and optimal design of these issues, such as multi-chip pressure contact and its pressure balancing, internal current-sharing and current balancing among sub-units. Testing results showed that the developed press-pack IGBT devices has promising capabilities of current turn-off, short-circuit current and RBSOA, which indicates their good ability of inner current sharing.

Key words: current-sharing, press-pack, IGBT, design

中图分类号:

TN303

刘国友, 窦泽春, 罗海辉, 覃荣震, 王彦刚. 压接型IGBT均流设计[J]. 中国电力, 2019, 52(9): 20-29.

LIU Guoyou, DOU Zechun, LUO Haihui, QIN Rongzhen, WANG Yangang. Current-sharing Design of Press-Pack IGBT[J]. Electric Power, 2019, 52(9): 20-29.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.electricpower.com.cn/CN/10.11930/j.issn.1004-9649.201907122

https://www.electricpower.com.cn/CN/Y2019/V52/I9/20

参考文献

[1] 刘振亚. 全球能源互联网[M]. 北京:中国电力出版社, 2015.
[2] 周孝信, 陈树勇, 鲁宗相. 电网和电网技术发展的回顾与展望:试论三代电网[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(22):1-11
ZHOU Xiaoxin, CHEN Shuyong, LU Zongxiang. Review and prospect for power system development and related technologies:a concept of three-generation power systems[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(22):1-11
[3] 朱韬析, 宁武军, 欧开健. 直流输电系统换相失败探讨[J]. 电力系统保护与控制, 2008, 36(23):116-120
ZHU Taoxi, NING Wujun, OU Kaijian. Discussion on commutation failure in HVDC transmission system[J]. Power System Protection and Control, 2008, 36(23):116-120
[4] 汤广福, 罗湘, 魏晓光. 多端直流输电与直流电网技术[J]. 中国电机工程学报, 2013, 33(10):8-17
TANG Guangfu, LUO Xiang, WEI Xiaoguang. Multi-terminal HVDC and DC-grid Technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(10):8-17
[5] 温家良, 吴锐, 彭畅, 等. 直流电网在中国的应用前景分析[J]. 中国电机工程学报, 2012, 32(13):7-12
WEN Jialiang, WU Rui, PENG Chang, et al. Analysis of DC grid prospects in China[J]. Proceedings of the CSEE, 2012, 32(13):7-12
[6] 唐新灵, 张朋, 陈中圆, 等. 高压大功率压接型IGBT 器件封装技术研究综述[J]. 中国电机工程学报, 2019, 39(12):3622-3637
TANG Xinling,ZHANG Peng, CHEN Zhongyuan, et al. Review of high voltage high power press pack IGBT package technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2019, 39(12):3622-3637
[7] 赵岩, 胡学浩, 汤广福, 等. 模块化多电平变流器HVDC输电系统控制策略[J]. 中国电机工程学报, 2011, 31(25):35-42
ZHAO Yan, HU Xuehao, TANG Guangfu, et al. Control strategy of modular multilevel converters based HVDC transmission[J]. Proceedings of the CSEE, 2011, 31(25):35-42
[8] 汤广福, 贺之渊, 庞辉. 柔性直流输电工程技术研究、应用及发展[J]. 电力系统自动化, 2013, 37(15):3-14
TANG Guangfu, HE Zhiyuan, PANG Hui. Research, application and development of VSC-HVDC engineering technology[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(15):3-14
[9] 刘国友, 黄建伟, 覃荣震, 等. 智能电网用高功率密度1 500 A/3 300 V绝缘栅双极晶体管模块[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(10):2784-2792
LIU Guoyou, HUANG Jianwei, QIN Rongzhen, et al. High power density 1 500 A/3 300 V insulated gate bipolar transistor module for smart grid application[J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(10):2784-2792
[10] 于坤山, 谢立军, 金锐. IGBT技术进展及其在柔性直流输电中的应用[J]. 电力系统自动化, 2016, 40(6):139-143
YU Kunshan, XIE Lijun, JIN Rui. Recent development and application prospects of IGBT in flexible HVDC power system[J]. Automation of Electric Power Systems, 2016, 40(6):139-143
[11] DOU Zechun, XU Ninghua, DAI Xiaoping, et al. IGBT module technology and development for future large-scale VSC-HVDC applications[C]//2016 International High Voltage Direct Current Conference. Shanghai, China, 2016.
[12] 刘国友, 窦泽春, 罗海辉, 等. 高功率密度3600 A/4500 V压接型IGBT研制[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(16):4855-4862
LIU Guoyou, DOU Zechun, LUO Haihui, et al. Development of high power density 3 600 A/4 500 V press-pack IGBT[J]. Proceedings of the CSEE, 2018, 38(16):4855-4862
[13] 张大华, 马亮, 张中华, 等. 低导通损耗宽安全工作区4500 V IGBT器件研制[J]. 大功率变流技术, 2017(5):60-64
ZHANG Dahua, MA Liang, ZHANG Zhonghua, et al. Development of the 4 500 V IGBT device with low on-state loss and wide safe operation area[J]. High Power Converter Technology, 2017(5):60-64
[14] POLLER T, ARCO D S, HERNES M, et al. Influence of the clamping pressure on the electrical, thermal and mechanical behavior of press-pack IGBTs[J]. Microelectronics Reliability, 2013, 53:1755-1759.
[15] ADRIAN H, CRISTIAN B, REMUS T, et al. Modelling the clamping force distribution among chips in press-pack IGBTs using the finite element method. 3rd IEEE International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems (PEDG), 2012.
[16] 邓二平, 赵志斌, 张朋, 等. 压接型IGBT内部压力分布[J]. 电工技术学报, 2017, 32(6):201-208
DENG Erping, ZHAO Zhibin, ZHANG Peng, et al. Clamping force distribution within press pack IGBTs[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(6):201-208
[17] 宋国兵, 高淑萍, 蔡新雷, 等. 高压直流输电线路继电保护技术综述[J]. 电力系统自动化, 2012, 36(22):123-129
SONG Guobing, GAO Shuping, CAI Xinlei, et al. Survey of relay protection technology for HVDC transmission lines[J]. Automation of Electric Power Systems, 2012, 36(22):123-129
[18] YOHEI I, YOSHIHITO M, MASAFUMI H, et al. Analysis of current distribution on IGBT under unclamped inductive switching conditions[J]. Microelectronics Reliability, 2012, 52:2430-2433.
[19] 5SNA3000K452300 datasheet[EB/OL]. (2017-11-05)[2019-09-05]. http://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=5SYA%201450&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch.
[20] ST2100GXH24A datasheet[EB/OL]. (2016-09-16)[2019-09-05].https://toshiba-semicon-storage.com/cn/product/igbt-iegt/iegt/detail.ST2100GXH24A.html.

压接型IGBT均流设计

Current-sharing Design of Press-Pack IGBT

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	贺春光, 王林峰, 曹媛, 安佳坤, 雷子健, 宋关羽, 冀浩然. 考虑综合收益的多电压等级配电网柔性互联装置协同规划方法[J]. 中国电力, 2025, 58(1): 78-84.
[2]	陈伟铭, 陈金玉, 范元亮, 吴涵, 李泽文, 王光达, 李怡然. 基于智能融合终端云边协同的智能台区实用化设计及应用[J]. 中国电力, 2024, 57(4): 190-199.
[3]	白珈宁, 桂林, 刘苗, 李岩军, 高晨光, 曹天植, 严乙桉. 可变速抽蓄机组转子绕组新型主保护方案性能分析[J]. 中国电力, 2024, 57(10): 208-217.
[4]	王金丽, 李丰胜, 解芳, 张姚, 田野. “双碳”战略背景下新型配电系统技术标准体系[J]. 中国电力, 2023, 56(5): 22-31.
[5]	罗皓泽, 陈忠, 杨为, 谢佳, 胡迪, 官玮平. 压接式IGBT和晶闸管器件失效模式与机理研究综述[J]. 中国电力, 2023, 56(5): 137-152.
[6]	李标俊, 冷梅, 戴甲水, 王宁. 功率模块压接型IGBT温度循环试验热负载施加方法[J]. 中国电力, 2023, 56(2): 53-58,67.
[7]	金雪芬, 季建辉, 李兰芳, 李奇南, 张帆, 詹雄, 黄均纬. 面向工程应用的MMC-BESS的SOC均衡控制参数设计[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 168-176.
[8]	汤锦慧, 伍发元, 支妍力, 毛梦婷, 代小敏. 基于深度强化学习的户内变电站通风降噪优化设计[J]. 中国电力, 2023, 56(1): 96-105,118.
[9]	赵斌, 梁告, 姜孟浩, 王力, 孔琴, 王炳强. 高原高寒地区并网光储电站设计与运行研究[J]. 中国电力, 2022, 55(12): 51-60.
[10]	李标俊, 褚海洋, 庄志发, 文军. 压接型IGBT功率模块加速老化试验方法[J]. 中国电力, 2022, 55(10): 87-91.
[11]	方日升, 林耀东, 江伟, 黄霆, 徐振华, 吴丹岳, 陈志, 苏毅, 林济铿. 调速侧电力系统稳定器优化设计方法[J]. 中国电力, 2021, 54(9): 74-82.
[12]	陈杰, 邓二平, 赵子轩, 应晓亮, 黄永章. 高压大功率IGBT器件温度系数校准方法研究[J]. 中国电力, 2021, 54(8): 109-117.
[13]	王子石, 邢玉辉, 杨知方, 余娟. 云南电力市场建设的实践及展望[J]. 中国电力, 2021, 54(6): 12-21.
[14]	林华, 杨明辉, 盖超, 林晓凡, 冯冬涵. 现货市场环境下的可再生能源消纳责任权重市场机制设计[J]. 中国电力, 2021, 54(6): 22-28.
[15]	王文超, 薛驰, 胡明, 赵囿林, 谢书鸿, 王海洋, 叶成, 聂影. 海底电缆用阻水型线导体设计方法及试验研究[J]. 中国电力, 2021, 54(4): 80-86.

模态框（Modal）标题

压接型IGBT均流设计

Current-sharing Design of Press-Pack IGBT

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics