【摘 要】
：
绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor,IGBT)广泛应用于航天、军事及新能源等领域,其可靠性直接决定整个电路系统可靠性。随着IGBT器件在太空、海洋以及沙漠等
论文部分内容阅读
绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor,IGBT)广泛应用于航天、军事及新能源等领域,其可靠性直接决定整个电路系统可靠性。随着IGBT器件在太空、海洋以及沙漠等恶劣环境的使用,其可靠性研究也变得日益困难。由于IGBT器件使用环境复杂不一,传统可靠性模型已不再适用于高可靠性需求场合,此外,现有IGBT动态模型功耗计算精度也亟待提高。针对上述问题,本文开展了IGBT动态模型、功耗计算以及三电平电路多物理场耦合失效仿真研究。主要研究内容包括:(1)首先,针对现有IGBT模型精度低问题,以FZ06NPA045FP01型IGBT为研究对象,建立了基于Simplorer的IGBT动态模型。其次,利用数学插值方法对动态模型进行改进从而提高功耗计算精度,并辅以实验验证改进动态模型准确性。最后,在改进动态模型基础上,分析其运用于多物理场耦合仿真的可行性。(2)以改进IGBT动态模型研究结果为基础,构建了基于Simplorer与MATLAB联合仿真的三电平逆变电路,并运用优化后的功耗仿真正常工况下三电平逆变器电-热-力多物理场耦合的温度场与应力场分布。(3)构建焊料层空洞、焊料层裂纹以及焊料层脱落三种缺陷的有限元模型,仿真不同焊料层缺陷对IGBT结温和焊料层塑性应变的影响。在此基础上,研究不同功率循环条件下焊料层塑性应变分布情况,并获得其数学分布规律。实验结果表明,相比传统动态模型,改进动态模型具有较高的仿真精度,功耗计算精度提升10%以上;正常工况下结温变化引起的应力与应变远小于材料所能承受极限,且焊料层缺陷会加速塑性应变增长趋势,并形成正反馈效应,使得功率器件迅速失效。焊料层缺陷仿真结果表明:焊料层脱落对结温影响最大,其次是焊料层裂纹,焊料层空洞影响最小;焊料层裂纹对塑性应变影响最大,焊料层脱落次之,焊料层空洞影响最小。综合上述研究,拟合仿真结果得到焊料层缺陷、功率循环与塑性应变之间的数学关系,进而实现了焊料层寿命状况评估与预计,取得了良好的预测效果。
其他文献
随着汽车工业的迅速发展,排放污染与石油短缺问题日益严重。在应对排放污染与石油短缺问题上,气体燃料具有广阔的应用前景。对于缸内直喷天然气发动机而言,天然气在高压喷射下的射流特性以及缸内的湍流燃烧特性直接影响着发动机的动力性、经济性与排放性。因此,本文开展了湍流环境下甲烷高压喷射射流特性以及甲烷-空气预混湍流燃烧特性的试验研究,为气体燃料发动机的优化提供试验数据。本文依据湍流的产生原理,设计了一种新型
在总结国内外相关研究的基础上,综述了系统毒理学的原理、诞生背景、研究策略、研究基础及其主要应用。同时,通过介绍系统毒理学的研究实例来阐述其目前的研究进展情况。希望
在智能制造的大背景下,制造业正面临产品日趋个性化、多元化,设计和制造手段复杂化、系统化及智能化等一系列变革,产品设计在满足原有功能需求的基础上还需为用户提供更多的
21世纪是互联网的世纪,随着信息时代的到来和互联网的广泛普及应用,网络语言也趁机大大的火了一把。从"醉了"、"城会玩"到"然并卵"等,这些都显示了一定的语言生态、一定的社
目的了解保定市2015年手足口病(HFMD)流行期间患者的经济负担情况。方法采用回顾性调查的方法填写调查问卷,采用SPSS 17.0、Excel对494例HFMD病例进行分析。结果共调查病例49
时代的嬗变,文明的进步,令妇女问题愈来愈具有跨文化的性质。由于身心状况和历史遭遇的类同,也由于情感历程和现实处境的相似,海外特别是华裔女作家的创作从母题到形象都表现
在我国社会经济生活蒸蒸日上的同时,票据发展方兴未艾,其业务量猛增并且市场规模扩张迅速,作为商业信用的载体一直发挥着举足轻重作用。票据权利与票据息息相关、不可分离,前
近年来,伴随着二胎政策的开放,我国民办幼儿园的数量持续增长,在园的幼儿数量也愈来愈多,民办幼儿园也变为了我国学前教育的主力军之一。民办幼儿园的发展影响着我国学前教育
随着经济全球化和信息技术的迅猛发展,市场竞争的日趋激烈,企业经营环境瞬息万变,有许多研究和典型案例表明,团队凝聚力已成为企业运作和市场竞争的核心要素,联想集团的“项
随着我国经济总量不断提升,社会发展进程不断加快,航空业的发展也迎来了春天。在未来我国航空发展规划中,机场建设数量达两千多个,总体需求较大。航站楼是机场系统中最核心、