儲能逆變器由多個IGBT模塊組成,根據 IGBT 在電力電子變流裝置中的故障類型,可以以將 IGBT 故障分為 2 類,即突發故障和老化故障。老化故障過程緩慢且不易察覺,因此,試驗室需要進行加速老化試驗,提前發現問題,做出改善。
下面,我們對使用不同IGBT模塊組成的逆變器做加速老化試驗研究,下面是研究的主要內容。
儲能逆變器老化試驗驗證:
試驗設備:環儀儀器 儲能逆變器老化試驗柜
逆變器IGBT模塊:FF600R12ME4、FF450R12ME4、FF300R12ME4、FF225R12ME4P
試驗過程:
儲能逆變器加速老化試驗選用 6 個編號為 T1~T6 的 IGBT,在試驗期間實時收集關鍵電氣參數,直到器件失效。為保證試驗時溫度的一致性,將加速老化試驗儲能逆變器放入老化試驗柜中進行試驗。試驗后,不同模塊的儲能逆變器結果如下所示。
表1. FF600R12ME4
表2. FF450R12ME4
表3. FF300R12ME4
表4. FF225R12ME4P
試驗結果分析:
表 1~ 表 3 試驗結果表明, 當老化試驗柜溫度為 10 ℃時,VCE-sat 初始值在 1.75 V 附近, 并最終在 2.03 V 附近失效 ; 當老化試驗柜溫度為 40 ℃時, VCE-sat 初始值在 2.00 V 附近, 并最終在 2.32 V 附近失效。
表 4 試驗結果表明,當老化試驗柜溫度為 10 ℃時, VCE-sat初始值在 1.85 V 附近, 并最終在 2.15 V 附近失效 ; 當老化試驗柜溫度為 40 ℃時, VCE-sat 初始值在 2.10 V 附近, 并最終在2.44 V 附近失效。
試驗總結:
試驗結果表明, 在芯片溫度波動范圍較大的情況下, 其老化周期相對較短, 老化速度相對較快; 當結溫Tj 較大時, 對應的 IGBT 循環周期變短, 壽命也變短。 原因是溫度越高, 芯片所受熱應力越強, 導致鋁線鍵合線發生脫落、 焊料層開裂現象發生概率增加, 并且隨著功率循環周期增加, VCE-sat 也逐漸升至臨界值。 試驗期間實時收集關鍵電氣參數, 直到器件失效。
以上就是儲能逆變器老化試驗研究,如有試驗疑問,可以咨詢環儀儀器相關技術人員。