基于IGBT结温波动平滑控制的主动热管理方法综述

作     者：魏云海 陈民铀 赖伟 张金保 胡宇隆 Wei Yunhai;Chen Minyou;Lai Wei;Zhang Jinbao;Hu Yulong

作者机构：输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)重庆400044 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第6期

页      面：1415-1430页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFB0905800) 国家自然科学基金(51707024) 山西省揭榜招标(20201101017) 中央高校基本科研业务费(2020CDJQY-A026) 国家自然科学基金-智能电网联合基金重点(U1966213)资助项目 

主　　题：主动热管理 结温平滑 损耗控制 可靠性 

摘      要：IGBT作为功率变流器的核心器件,被广泛应用于电动汽车、轨道交通、航空航天和电力系统等领域,由于功率变流器的运行环境复杂多变,处理功率大幅波动,导致IGBT内部结温发生剧烈变化,器件在热应力持续作用下引起疲劳老化失效,进而影响系统运行可靠性的问题已受到业界的普遍关注和高度重视。近年来,国内外学者围绕如何通过内部热管理来平抑功率器件的结温波动、延长运行寿命展开了大量的研究工作,从不同的角度提出各种主动热管理方法,这对延缓功率器件疲劳老化速率、提升器件运行可靠性有着重要意义。该文分别从功率器件层面和变流器运行控制层面系统性地阐述和归纳现有IGBT主动热管理方法的原理和特点,并基于IGBT器件寿命评估模型对各类主动热管理方法的效果进行量化评估,从热应力缓解程度、实现难度、寿命延长倍数和适用范围等多角度进行综合对比分析,并对IGBT器件主动热管理方法的进一步研究提出建议,为IGBT器件健康管理和运行可靠性的提升提供参考意义。