Bestimmung lebensdauerrelevanter Parameter von IGBTs im Antriebsumrichter von Elektrofahrzeugen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Chemnitz
Universitätsverlag Chemnitz
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | xx, 253 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm, 397 g |
| ISBN: | 9783961001804 3961001804 |
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MARC
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Datensatz im Suchindex
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
BIBLIOGRAPHISCHE
BESCHREIBUNG
.....................................................................
VII
INHALTSVERZEICHNIS
............................................................................................
IX
ABKUERZUNGS
VERZEICHNIS
.....................................
XIII
VORWORT
..........................................................................................................XIX
1
EINLEITUNG
..................................................................................................
1
2
ALTERUNG
VON
LEISTUNGSHALBLEITERN
..........................................................
5
2.1
MECHANISCHER
AUFBAU
DES
IGBT-MODULS
UND
ALTERUNGSMECHANISMEN
..................................................................
5
2.2
BESONDERHEITEN
DER
SINTERVERBINDUNGEN
........................................
11
2.3
STAND
DER
TECHNIK
ZUR
AUSFALLVORHERSAGE
.....................................
12
3
STAND
DER
TECHNIK
DER
CHIPTEMPERATURBESTIMMUNG
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
................................................................................
17
3.1
STRUKTUR
DES
IGBT-CHIPS
...............................................................
17
3.2
TEMPERATURMESSVERFAHREN
MIT
PHYSIKALISCHEM
KONTAKT
.............
20
3.2.1
THERMOELEMENTE
UND
THERMOWIDERSTAENDE
..........................
20
3.2.2
INTERNER
GATE
WIDERSTAND
.......................................................
22
3.3
QUASISTATISCHE
ELEKTRISCHE
TEMPERATURMESSVERFAHREN
.................
28
3.3.1
KOLLEKTOR-EMITTER-SPANNUNG
BEI
KLEINEM
KOLLEKTORSTROM
IM
MA-BEREICH
....................................................................
28
3.3.2
KOLLEKTOR-EMITTER-SPANNUNG
BEI
GROSSEM
KOLLEKTORSTROM
IM
AMPERE-BEREICH
..................................................................
32
3.3.3
GATE-EMITTER-THRESHOLD-SPANNUNG
.....................................
37
3.3.4
SAETTIGUNGSSTROM
....................................................................
41
3.3.5
SPERRSTROM
.............................................................................
44
IX
3.4
DYNAMISCHE
ELEKTRISCHE
TEMPERATURMESSVERFAHREN
...................
47
3.4.1
AENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT
DES
KOLLEKTORSTROMS
...............
48
3.4.2
AENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT
DER
KOLLEKTOR-EMITTER
SPANNUNG
..............................................................................
51
3.4.3
MILLERPLATEAU
IN
DER
GATESPANNUNG
.......................................
53
3.4.4
EIN
UND
AUSSCHALTVERZOEGERUNG
............................................
56
3.4.5
WEITERE
TEMPERATURABHAENGIGE
PARAMETER
.............................
59
4
UNTERSUCHUNGEN
TEMPERATURABHAENGIGER
ELEKTRISCHER
BAUELEMENTPARAMETER
...........................................................................
61
4.1
QUASISTATISCHE
TEMPERATURABHAENGIGE
BAUELEMENTPARAMETER
......
63
4.1.1
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
TRANSFERKENNLINIE
BEI
KLEINEM
KOLLEKTORSTROM
....................................................................
64
4.1.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
TRANSFERKENNLINIE
BEI
GROSSEM
KOLLEKTORSTROM
....................................................................
66
4.1.3
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
DURCHLASSSPANNUNG
BEI
KLEINEM
STROM
.....................................................................
68
4.1.4
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
AUSGANGSKENNLINIENFELDS
....
72
4.2
DYNAMISCHE
TEMPERATURABHAENGIGE
BAUELEMENTPARAMETER
..........
75
4.2.1
MESSSCHALTUNG
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SCHALTCHARAKTERISTIK
.
75
4.2.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
STROMSTEILHEIT
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
DES
IGBTS
.......................................................
80
4.2.3
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
SPANNUNGSSTEILHEIT
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
...................................................................
84
4.2.4
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
EIN
UND
AUSSCHALTVERZOEGERUNGSZEIT
..................................................
89
4.2.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
KOLLEKTOR-EMITTER
SPANNUNGSSPITZE
BEIM
AUSSCHALTEN
...................................
92
4.2.6
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
SCHALTVERLUSTE
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
.........................................................................
95
X
4.2.7
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
IM
AUSSCHALTMOMENT
...............................................................
101
4.2.8
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SPITZENGATESTROMS
IM
EIN
UND
AUSSCHALTVORGANG
......................................
104
4.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
UNTERSUCHTEN
TEMPERATURSENSITIVEN
BAUELEMENTPARAMETER
.................
110
4.3.1
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BETRACHTETEN
QUASISTATISCHEN
TEMPERATURABHAENGIGEN
BAUELEMENTPARAMETER
.................
111
4.3.2
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BETRACHTETEN
DYNAMISCHEN
TEMPERATURABHAENGIGEN
BAUELEMENTPARAMETER
.................
115
4.3.3
UNTERSUCHTE
TEMPERATURSENSITIVE
PARAMETER
IM
VERGLEICH
ZU
TEMPERATURMESSVERFAHREN
MIT
PHYSIKALISCHEM
KONTAKT.
119
5
WICHTIGE
VERFAHREN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
CHIPTEMPERATUR
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
.....................................................................
121
5.1
VERSUCHSAUFBAU
UND
MESSSCHALTUNG
...........................................
121
5.1.1
UMSETZUNG
DER
MESSSCHALTUNGEN
IN
EINEM
PLATINENLAYOUT
............................................................................
122
5.1.2
UMSCHALTBARE
GATESPANNUNG
.............................................
123
5.1.3
MESSUNG
DER
TEMPERATURABHAENGIGEN
................................
126
5.2
PRUEFLING
UND
MESSPRINZIP
...........................................................
136
5.3
SIMULATIONSMODELL
DES
PRUEFLINGS
IN
ANSYS
..............................
142
5.4
TECHNISCHE
BESTIMMUNG
DES
ALTERUNGSZUSTANDES
.....................
145
5.4.1
BESTIMMUNG
DER
ABKUEHLKURVE
MITTELS
DER
UCE(T)-METHODE
............................................................................
145
5.4.2
VERWENDUNG
DES
KOMPLEMENTAEREN
IGBTS
IN
HALBBRUECKE
ALS
MESSSTROMQUELLE
................................................
154
5.4.3
UGE,TH-METHODE
ZUR BESTIMMUNG
DER
VIRTUELLEN
CHIPTEMPERATUR
..................................................
167
5.5
ANWENDUNG
DER
UCE(T)
-
UND
UGE,TH(T)
-
METHODE
IN
DER
GEALTERTEN
IGBT
-
HALBBRUECKE
.........................................
174
XI
5.5.1
PRUEFLING
UND
MESSAUFBAU
...................................................
174
5.5.2
MESSERGEBNISSE
DER
ALTERUNGSVERSUCHE
............................
176
6
UNTERSUCHUNG
EINES
VERFAHRENS
ZUR
BESTIMMUNG
DER
CHIPTEMPERATUR
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
MITTELS
MILLERPLATEAUHOEHE
...............
181
6.1
MESSPRINZIP
UND
MESSSCHALTUNG
ZUR
ERFASSUNG
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
............................................................
182
6.2
ERGEBNISSE
DER
MESSUNG
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
MIT
DER
MESSSCHALTUNG
...................................................................
190
7
TECHNISCHE
UMSETZBARKEIT
DER
GEZEIGTEN
MESSVERFAHREN
...................
197
7.1
UMSETZBARKEIT
DES
ABKUEHLVERFAHRENS
NACH
EINEM
BETRIEB
IM
AKTIVEN
BEREICH
IM
FAHRZEUGUMRICHTER
..........................
200
7.2
MESSUNG
DES
ABKUEHLVERHALTENS
MITTEL
UCE(T)
-
ODER
UGE,T(T)
-
MESSMETHODE
...............................................................................
202
7.3
UMSETZBARKEIT
DER
TEMPERATURABSCHAETZUNG
MITTELS
MILLERPLATEAU
MESSUNG
.......................................................................................
205
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
........................................................
209
A
ANHANG
.................................................................................................
215
LITERATURVERZEICHNIS
......................................................................................
221
ABBILDUNGS
VERZEICHNIS..................................................................................
239
TABELLENVERZEICHNIS
......................................................................................
253
XII
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
BIBLIOGRAPHISCHE
BESCHREIBUNG
.
VII
INHALTSVERZEICHNIS
.
IX
ABKUERZUNGS
VERZEICHNIS
.
XIII
VORWORT
.XIX
1
EINLEITUNG
.
1
2
ALTERUNG
VON
LEISTUNGSHALBLEITERN
.
5
2.1
MECHANISCHER
AUFBAU
DES
IGBT-MODULS
UND
ALTERUNGSMECHANISMEN
.
5
2.2
BESONDERHEITEN
DER
SINTERVERBINDUNGEN
.
11
2.3
STAND
DER
TECHNIK
ZUR
AUSFALLVORHERSAGE
.
12
3
STAND
DER
TECHNIK
DER
CHIPTEMPERATURBESTIMMUNG
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
.
17
3.1
STRUKTUR
DES
IGBT-CHIPS
.
17
3.2
TEMPERATURMESSVERFAHREN
MIT
PHYSIKALISCHEM
KONTAKT
.
20
3.2.1
THERMOELEMENTE
UND
THERMOWIDERSTAENDE
.
20
3.2.2
INTERNER
GATE
WIDERSTAND
.
22
3.3
QUASISTATISCHE
ELEKTRISCHE
TEMPERATURMESSVERFAHREN
.
28
3.3.1
KOLLEKTOR-EMITTER-SPANNUNG
BEI
KLEINEM
KOLLEKTORSTROM
IM
MA-BEREICH
.
28
3.3.2
KOLLEKTOR-EMITTER-SPANNUNG
BEI
GROSSEM
KOLLEKTORSTROM
IM
AMPERE-BEREICH
.
32
3.3.3
GATE-EMITTER-THRESHOLD-SPANNUNG
.
37
3.3.4
SAETTIGUNGSSTROM
.
41
3.3.5
SPERRSTROM
.
44
IX
3.4
DYNAMISCHE
ELEKTRISCHE
TEMPERATURMESSVERFAHREN
.
47
3.4.1
AENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT
DES
KOLLEKTORSTROMS
.
48
3.4.2
AENDERUNGSGESCHWINDIGKEIT
DER
KOLLEKTOR-EMITTER
SPANNUNG
.
51
3.4.3
MILLERPLATEAU
IN
DER
GATESPANNUNG
.
53
3.4.4
EIN
UND
AUSSCHALTVERZOEGERUNG
.
56
3.4.5
WEITERE
TEMPERATURABHAENGIGE
PARAMETER
.
59
4
UNTERSUCHUNGEN
TEMPERATURABHAENGIGER
ELEKTRISCHER
BAUELEMENTPARAMETER
.
61
4.1
QUASISTATISCHE
TEMPERATURABHAENGIGE
BAUELEMENTPARAMETER
.
63
4.1.1
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
TRANSFERKENNLINIE
BEI
KLEINEM
KOLLEKTORSTROM
.
64
4.1.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
TRANSFERKENNLINIE
BEI
GROSSEM
KOLLEKTORSTROM
.
66
4.1.3
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
DURCHLASSSPANNUNG
BEI
KLEINEM
STROM
.
68
4.1.4
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
AUSGANGSKENNLINIENFELDS
.
72
4.2
DYNAMISCHE
TEMPERATURABHAENGIGE
BAUELEMENTPARAMETER
.
75
4.2.1
MESSSCHALTUNG
ZUR
BESTIMMUNG
DER
SCHALTCHARAKTERISTIK
.
75
4.2.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
STROMSTEILHEIT
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
DES
IGBTS
.
80
4.2.3
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
SPANNUNGSSTEILHEIT
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
.
84
4.2.4
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
EIN
UND
AUSSCHALTVERZOEGERUNGSZEIT
.
89
4.2.5
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
KOLLEKTOR-EMITTER
SPANNUNGSSPITZE
BEIM
AUSSCHALTEN
.
92
4.2.6
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
SCHALTVERLUSTE
BEIM
EIN
UND
AUSSCHALTEN
.
95
X
4.2.7
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
IM
AUSSCHALTMOMENT
.
101
4.2.8
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
SPITZENGATESTROMS
IM
EIN
UND
AUSSCHALTVORGANG
.
104
4.3
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
DER
UNTERSUCHTEN
TEMPERATURSENSITIVEN
BAUELEMENTPARAMETER
.
110
4.3.1
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BETRACHTETEN
QUASISTATISCHEN
TEMPERATURABHAENGIGEN
BAUELEMENTPARAMETER
.
111
4.3.2
ZUSAMMENFASSUNG
DER
BETRACHTETEN
DYNAMISCHEN
TEMPERATURABHAENGIGEN
BAUELEMENTPARAMETER
.
115
4.3.3
UNTERSUCHTE
TEMPERATURSENSITIVE
PARAMETER
IM
VERGLEICH
ZU
TEMPERATURMESSVERFAHREN
MIT
PHYSIKALISCHEM
KONTAKT.
119
5
WICHTIGE
VERFAHREN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
CHIPTEMPERATUR
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
.
121
5.1
VERSUCHSAUFBAU
UND
MESSSCHALTUNG
.
121
5.1.1
UMSETZUNG
DER
MESSSCHALTUNGEN
IN
EINEM
PLATINENLAYOUT
.
122
5.1.2
UMSCHALTBARE
GATESPANNUNG
.
123
5.1.3
MESSUNG
DER
TEMPERATURABHAENGIGEN
.
126
5.2
PRUEFLING
UND
MESSPRINZIP
.
136
5.3
SIMULATIONSMODELL
DES
PRUEFLINGS
IN
ANSYS
.
142
5.4
TECHNISCHE
BESTIMMUNG
DES
ALTERUNGSZUSTANDES
.
145
5.4.1
BESTIMMUNG
DER
ABKUEHLKURVE
MITTELS
DER
UCE(T)-METHODE
.
145
5.4.2
VERWENDUNG
DES
KOMPLEMENTAEREN
IGBTS
IN
HALBBRUECKE
ALS
MESSSTROMQUELLE
.
154
5.4.3
UGE,TH-METHODE
ZUR BESTIMMUNG
DER
VIRTUELLEN
CHIPTEMPERATUR
.
167
5.5
ANWENDUNG
DER
UCE(T)
-
UND
UGE,TH(T)
-
METHODE
IN
DER
GEALTERTEN
IGBT
-
HALBBRUECKE
.
174
XI
5.5.1
PRUEFLING
UND
MESSAUFBAU
.
174
5.5.2
MESSERGEBNISSE
DER
ALTERUNGSVERSUCHE
.
176
6
UNTERSUCHUNG
EINES
VERFAHRENS
ZUR
BESTIMMUNG
DER
CHIPTEMPERATUR
IN
DER
UMRICHTERSCHALTUNG
MITTELS
MILLERPLATEAUHOEHE
.
181
6.1
MESSPRINZIP
UND
MESSSCHALTUNG
ZUR
ERFASSUNG
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
.
182
6.2
ERGEBNISSE
DER
MESSUNG
DER
MILLERPLATEAUHOEHE
MIT
DER
MESSSCHALTUNG
.
190
7
TECHNISCHE
UMSETZBARKEIT
DER
GEZEIGTEN
MESSVERFAHREN
.
197
7.1
UMSETZBARKEIT
DES
ABKUEHLVERFAHRENS
NACH
EINEM
BETRIEB
IM
AKTIVEN
BEREICH
IM
FAHRZEUGUMRICHTER
.
200
7.2
MESSUNG
DES
ABKUEHLVERHALTENS
MITTEL
UCE(T)
-
ODER
UGE,T(T)
-
MESSMETHODE
.
202
7.3
UMSETZBARKEIT
DER
TEMPERATURABSCHAETZUNG
MITTELS
MILLERPLATEAU
MESSUNG
.
205
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
209
A
ANHANG
.
215
LITERATURVERZEICHNIS
.
221
ABBILDUNGS
VERZEICHNIS.
239
TABELLENVERZEICHNIS
.
253
XII |
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| spelling | Hiller, Sebastian Verfasser (DE-588)127732204X aut Bestimmung lebensdauerrelevanter Parameter von IGBTs im Antriebsumrichter von Elektrofahrzeugen Sebastian Hiller Chemnitz Universitätsverlag Chemnitz 2022 xx, 253 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm, 397 g txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Dissertation Technische Universität Chemnitz 2022 Temperaturmessung (DE-588)4133187-4 gnd rswk-swf Elektrische Messung (DE-588)4151742-8 gnd rswk-swf Chip (DE-588)4197163-2 gnd rswk-swf Elektrofahrzeug (DE-588)4151795-7 gnd rswk-swf Temperatur (DE-588)4059427-0 gnd rswk-swf IGBT (DE-588)4273802-7 gnd rswk-swf Umrichter (DE-588)4186778-6 gnd rswk-swf Sperrschicht (DE-588)4500754-8 gnd rswk-swf Substrat Mikroelektronik (DE-588)4229622-5 gnd rswk-swf Zuverlässigkeit (DE-588)4059245-5 gnd rswk-swf Lebensdauer (DE-588)4034837-4 gnd rswk-swf Alterung (DE-588)4142063-9 gnd rswk-swf Parameteridentifikation (DE-588)4210689-8 gnd rswk-swf IGBT Zuverlässigkeit Elektrische Messung Temperaturmessung Aufbau- und Verbindungstechnik Elektrofahrzeug Chiptemperatur Messverfahren temperatursensitive elektrische Chipparameter Ausfallvorhersage interconnection and packaging technologies electric vehicle chip temperature measurement methods temperature sensitive electric chip parameters failure prediction (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Elektrofahrzeug (DE-588)4151795-7 s Umrichter (DE-588)4186778-6 s IGBT (DE-588)4273802-7 s Lebensdauer (DE-588)4034837-4 s Alterung (DE-588)4142063-9 s Chip (DE-588)4197163-2 s Substrat Mikroelektronik (DE-588)4229622-5 s Sperrschicht (DE-588)4500754-8 s Temperatur (DE-588)4059427-0 s Parameteridentifikation (DE-588)4210689-8 s DE-604 Zuverlässigkeit (DE-588)4059245-5 s Elektrische Messung (DE-588)4151742-8 s Temperaturmessung (DE-588)4133187-4 s Universitätsbibliothek (Chemnitz) (DE-588)5032023-3 pbl B:DE-101 application/pdf https://d-nb.info/1276451369/04 Inhaltsverzeichnis DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=034933370&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis 1\p dnb 20231115 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#dnb 2\p dnb 20231115 DE-101 https://d-nb.info/provenance/plan#dnb |
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