Przegląd metod monitorowania stanu technicznego tranzystorów mocy

• Autorzy: Śleszyński W.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.06.27

Warianty tytułu

EN

Overview of methods for condition monitoring of the power transistors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono kilka metod monitorowania stanu technicznego tranzystorów mocy, które są lub mogą być wbudowane w układy przekształtnikowe. Celem artykułu jest określenie aktualnego stanu badań na ten temat. Prezentowane metody przeznaczone są do monitorowania istotnych objawów starzenia modułów mocy: rozwarstwiania struktury modułu na skutek termomechanicznego zmęczenia stopu lutowniczego, uszkodzeń połączeń drutowych wewnątrz modułu oraz degradacji izolacji bramkowej.

EN

This paper presents several methods for condition monitoring of power transistors that are or can be embedded in power converters. The aim of this article is to determine the current state of research on that subject. The presented methods are designed to monitor important ageing effects encountered in power modules: structure delamination as a result of thermomechanical solder fatigue, wire-bond lift-off and gate insulation degradation.

Słowa kluczowe

PL

diagnostyka; monitorowanie; tranzystory mocy; konserwacja prognozowana

EN

diagnostics; monitoring; power transistors; predictive maintenance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 6
• Strony: 143--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Śleszyński W.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych, ul. Sobieskiego 7, 80-216 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Korbicz J., Kościelny J.M., Kowalczuk Z., Cholewa W. (red.), Diagnostyka procesów - modele, metody sztucznej inteligencji. zastosowania, WNT, (2002), 1-25
• [2] Yang S., Xiang D., Bryant A., Mawby P., Ran L., Tavner P., Condition Monitoring for Device Reliability in Power Electronic Converters: A Review, IEEE Trans. Pow. Electron., 25 (2010), n.11, 2734-2752
• [3] Ciappa M., Selected failure mechanisms of modern power modules, Microelectronics Reliability, 42 (2002), 653-667
• [4] Morozumi A., Yamada K., Miyasaka T., Sumi S., Seki Y., Reliability of Power Cycling for IGBT Power Semiconductor Modules, IEEE Trans. Ind. Appl., 30 (2003), n.3, 665-671
• [5] Ciappa M., Castellazzi A., Reliability of high-power IGBT modules for traction applications, Ann. Int. Reliability Physics Symp., 2007, USA
• [6] Perpina X., Serviere J.F., Jorda X., Fauquet A., Hidalgo S., Urresti-Ibanez J., Rebollo J., Mermet-Guyennet M., IGBT module failure analysis in railway applications, Microelectronics Reliability, 48 (2008), 1427-1431
• [7] Coquery G., Piton M., Lallemand R., Pagiusco S., Jeunesse A., Thermal stresses on railways traction inverter IGBT modules: concept, methodology, results on sub-urban mass transit. Application to predictive maintenance, EPE Conf. 2003, France
• [8] Śleszyński W., Nieznański J., Cichowski A., Łuszcz J., Wojewódka A., Wyznaczanie wartości wskaźników diagnostycznych w celu monitorowania zużycia tranzystorów IGBT dużej mocy. Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 2, 390-395
• [9] Ji B., Pickert V., Cao W., Zahawi B.: In Situ Diagnostics and Prognostics of Wire Bonding Faults in IGBT Modules for Electric Vehicle Drives. IEEE Trans. Pow. Electron., 28 (2013), n. 12, 5568-5577
• [10] Smet V., Forest F., Huselstein J-J., Rashed A., Richardeau F.: Evaluation of VCE Monitoring as a Real-Time Method to Estimate Aging of Bond Wire-IGBT Modules Stressed by Power Cycling. IEEE Trans. Ind. Electron., 60 (2013), n. 7, 2760-2770.
• [11] Xiang D., Ran L., Tavner P., Bryant A., Yang S., Mawby P., Monitoring Solder Fatigue in a Power Module Using Case- Above-Ambient Temperature Rise, IEEE Trans. Ind. Appl., 47 (2011), n.6, 2578-2591.
• [12] Xiang D., Ran L., Tavner P., Yang S., Bryant A., Mawby P., Condition Monitoring Power Module Solder Fatigue Using Inverter Harmonic Identification, IEEE Trans. Pow. Electron., 27 (2012), n. 1, 235-247
• [13] Chen L., Peng F.Z., Cao D., A Smart Gate Drive with Self- Diagnosis for Power MOSETs and IGBTs, APEC 2008, 1602- 1607
• [14] Zhou S., Zhou L., Sun P., Monitoring Potential Defects in an IGBT Module Based on Dynamic Changes of the Gate Current, IEEE Trans. Pow. Electron., 28 (2013), n. 3, 1479-1487
• [15] Ginart A.E., Brown D.W., Kalgren P.W., Roemer M.J., Online Ringing Characterization as a Diagnostic Technique for IGBTs in Power Devices, IEEE Trans. Instrum. Meas., 58 (2009), n. 7, 2290-2299