如何提高IGBT模塊的壽命

如何提高IGBT模塊的壽命
      本文中所指的軌道交通主要是采用電力牽引的火車和地鐵，其大功率交流傳動電力機車內部構成有有兩個重要的功率模塊，即主牽引變流器和輔助變流器。主牽引變流器為牽引機車提供動力，功率*高、電壓*大，運作條件*為嚴酷。輔助變流器為其他非動力電流供電，如空調、車燈、后備等，電壓、功率相對較低，運作條件也相對較好。
　　主牽引變流器需要3.3千伏或6.5千伏高壓模塊，輔助變流器所需的電壓則相對比較低，1.7千伏模塊就能滿足。它們均需要選用牽引級IGBT模塊，因為機車運作環境非常惡劣。牽引級IGBT是電子應用領域要求等級*高的IGBT，對可靠性和產品生命周期的要求極高。
　　牽引級IGBT的功率高達1千萬瓦，每個IGBT承受的*高電壓可高達6.5千伏，標稱電流高達600安。牽引級高壓大功率IGBT的運作環境嚴酷，負載劇烈變化，對IGBT模塊的壽命影響很大，這就需要采用特定的技術來提高器件的溫度循環壽命和功率循環壽命。
　　一般工業級IGBT功率模塊的運作溫度為125℃，但英飛凌(Infineon)的牽引級IGBT功率模塊的運作溫度比常見工業級功率模塊的運作溫度高出25℃，達到150℃。提高25℃對于IGBT有兩個好處：首先，增加了IGBT模塊的輸出功率能力，有利于提高模塊輸出功率的密度，進而使整個變流器的設計更為小巧。其次，提高牽引級IGBT的運作溫度增強了功率循環能力，從而提高模塊的可靠性和運作壽命。