中文版 English 大学主页
您的位置:首页>>首页>>科学研究

崔翔课题组在压接型IGBT器件芯片电流测量系统研究领域取得重要进展

信息发布于:2021-05-27


高压大功率压接型IGBT器件特别适合高压大容量电力电子装备应用工况,器件的鲁棒性与可靠性是器件研制中需要解决的重要问题,器件内部并联芯片的电流不均引起芯片电击穿和热击穿是器件失效的主要因素。因此,研究器件内部密集分布支路电流测量原理及方法,掌握器件运行过程中各芯片的通流情况,对于指导芯片筛选、封装设计具有重要意义。由于器件内部各芯片支路密闭封装且密集分布,临近芯片电流产生的电磁场会对测量系统产生极大的干扰,增大测量误差。因此,研制有效抑制空间电磁干扰的芯片电流测量系统具有重要意义。

针对这一问题,崔翔教授课题组利用矢量磁位与静电场中电位的等效性,将临近电流对测量线圈产生的磁场干扰等效地用电位进行表征,在静电屏蔽下计算线圈边界的电荷密度,将电荷密度离散化即可得到测量线圈的绕线结构。针对压接型IGBT器件的封装结构设计了集成于器件内部的新型方形PCBRogowski线圈。芯片电流的测量结果表明,新型方形线圈达到了商用电流传感器的测量精度,同时临近芯片电流对测量线圈造成的误差小于1%,器件内部并联芯片瞬态电流的测量结果也验证了测量系统的准确性。本研究可以实现快速、准确、非侵入式的并联芯片电流的测量,为压接型IGBT器件的可靠运行和状态监测奠定基础。

7b83c080762f4ee4844dc01a88340f39.jpg

图1 测量线圈设计原理及抗干扰能力验证

2020年9月28日,该研究成果以“矩形截面的非圆形罗果夫斯基线圈的绕线排布方法(Method of Turns Arrangement of Noncircular Rogowski Coil With Rectangular Section)”为题发表在国际电气与电子工程领域著名期刊《仪器与测量会刊》(IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement)上。

该研究工作得到了国家自然科学基金-智能电网联合基金的资助。



浏览人数:

版权所有 新能源电力系统国家重点实验室 您是第 访客