MATLAB在IGBT结温数据处理中的应用.pdf

MATLAB在IGBT结温数据处理中的应用 辛伊波，等 MATLAB在IGBT结温数据处理中的应用 APPlicationofMATLABinDataProcessingforIGBTJunctionTemPerature 卒伊波，2‘旅华鹤“朴 英’ (华中科技大学控制科学与工程系’，武汉 4，IJ74;洛阳工业高等专科学校自动化系2，洛阳 471哪 ;中国矿业大学，，徐州 221姗) 摘 要:随着电力变换设备可靠性要求不断提高，对变换元件性能提出了更高的要求。IGBT温度数据处理是电力变换设备故障诊断 系统非常重要的一部分。MATLAB是数值分析处理的高性能数学软件，曲线拟合是实验数据处理的基本方法之一，结合用于数据处 理具有开发时间短，且性能好的特点。分析了曲线拟合与MATLAB结合的实现方法，作了拟合与仿真分析。该方法可精确估计元器 件的温度值，可应用于多种场合的温度测量。 关键词:IGBT结温 实测数据 多项式拟合 中图分类号厂rl忍91.9 文献标志码:A Abstract:Withthere甲irementonreliabilityofelectrictraI1sfOrmationequipmentisincreasin脚 enhanced.higherperformanceoftransforma- tionelementsarerequested.DatapmcessingofIGBTjunctiontem讲ratureisave砂im即rtant paxt infau1td1agl1osissystemofelectric即wer transformationequipment.MATLABishighperfOrmancemathematicssoftwareforintegratednumericanalysisandProcessing，andcurvefitting isoneofthebasicmethodsinexPerimentaldata1〕n)cessing.Combiningbothofthesemakesdevelopmentofdataprocessingfasterwithbetter performance.Theimplementingmethodofthecombinationisanalyzed，andthemeasureddataarefittedandana1yzed场simulation.Themeth- odpreciselyestimatedtemperatureofcom即nentsandcanbeusedinvariouscasesoftemperatllremeasurement. Keywords:IGBTjunctiontemperatl1re Actualmeasureddata POlynomialfitting 曲线拟合是用连续曲线近似地刻画或比拟平面的 0 引言 离散点得出函数关系的一种数据处理方法。利用微机 IGBT具有高通态电流密度、低驱动功率，以及栅 的数据处理能力，采用软件方法实现曲线拟合能圆满 极关断能力和反向阻断能力，这些特征决定了该器件 地解决上述问题，以实现高精度测试的目的。本文提 可作为理想的功率开关，适用于许多直流和交流功率 出了在IGBT结温测试仪的研制过程中用软件方法提 控制电路。然而，IGBT应用于高压大电流条件时，由 高测试精度的方法，在此基础上实现了提高有关仪器 于目前的工艺使得芯片的面积局限于2一3c耐，为获 仪表测试精度的目的。 得较大的电流处理能力，IGBT模块多采用芯片并联的 1 曲线拟合理论及应用[2] 多层结构，当它工作在功率开关状态时，自升温效应易 导致各芯片间的焊料层发生热不均匀性，进而产生热 一般的测温元件均具有较大的非线形特征，影响 应力失效，从而影响模块可靠性，因此要求模块具有非 到结果的准确性。以铂热电阻为例，在0一850℃范围 常高的可靠性’〔」。 内随温度变化的阻值公式为: 由此，设计者应掌握IGBT元件的结温稳态值及变 R。二R。(1+At+BtZ) (1) 化过程