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提高IGBT模块功率周期寿命的应对方法

提高IGBT模块功率周期寿命的应对方法

点击数:7135 次   录入时间:03-04 11:40:50   整理:http://www.55dianzi.com   电源类故障

功率周期最大耐受量的实例  IGBT模块中存在如左图所示的功率周期寿命。功率周期中,有ΔTj功率周期与ΔTc功率周期。ΔTj功率周期中,如左图所示,通过能使结温在较短的时间周期内上升、下降的动作,来显示铝导线以及硅芯片下锡焊部位的寿命。
  通过对热应力的分析,找出锡焊连接部位发生的变形,通过ΔTj的不同来进行破坏机制的分析,致力于产品的长寿命化。当ΔTj在100℃以上时,由于硅芯片和铝导线的膨胀系数的差异产生剪切应力,于是由连接界面产生龟裂形成的破坏是主要的。当ΔTj在80℃时以下,由于硅芯片和绝缘基板的线膨胀系数的差异产生剪切应变,于是锡焊连接部发生龟裂,这种龟裂发展成为连接部位温度上升形成破坏的现象是主要的。
  一般条件下,由于使用在ΔTj为80℃时以下的比较低的温度区域,为了提高功率周期寿命,锡焊部位的长寿命化变得很重要。在富士电机电子设备技术,新开发了具有优秀的机械特性和浸湿性的SnAg系无铅焊锡,达到了功率周期的长寿命化的目的。
  对于实际装置的寿命设计,请对被使用装置的运转状态下的ΔTj进行计算,确认其次数远远超出产品的寿命。比如说,对电动机频繁加速、停止的装置,加速时最大结温Tj与停止时结温Tj的差即ΔTj。
  比起下图所示的功率周期最大耐受量,根据此时的ΔTj中得出功率周期寿命,确认该功率周期寿命远远超出实际产品中需要进行的加减速次数。
  另外,在0.5Hz等低速运行的驱动系统中,求出0.5Hz时的ΔTj,从该ΔTj中得出功率周期寿命。请确认该功率周期寿命比产品寿命长。
  同时,在驱动系统中,加减速运行与低速运行混合发生时,得出各种运行模式下的ΔTj,确认从各个ΔTj中得出的功率周期寿命均长于产品的使用寿命。

在实际变频状态中工作




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