Assessment of partial discharge activity and conductivity in IGBT modules as a reliability index

Abstract

Al giorno d’oggi l’elettronica di potenza deve essere in grado di operare in ambienti ostili e in condizioni di lavoro difficili. Il tema dell’affidabilità è diventato fondamentale quanto quello dell’efficienza. Questa tesi si focalizza sull’IGBT, in particolare sul suo sistema d’isolamento. Il primo passo è stato studiare in dettaglio i meccanismi di guasto possibili e più frequenti. Dal momento che le scariche parziali risultano essere un problema per l’affidabilità dei dielettrici solidi, in questo studio si esamina l’attività di PD su moduli IGBT nuovi ed invecchiati, in diverse configurazioni, con forme d’onda di tensione e temperature differenti. Si sono effettuate anche misure di corrente di dispersione su moduli nuovi ed invecchiati alla temperatura di lavoro. I risultati sono stati post-processati statisticamente tentando di ottenere indici di affidabilità per quei moduli. Quasi tutti i moduli invecchiati sono interessati da PD e i risultati mostrano che il PDIV, assieme ad altri fattori, è sicuramente influenzato dall’ageing. I risultati del monitoraggio della corrente di dispersione mostrano una tendenza all'aumento con l'invecchiamento. Si sono svolte anche simulazioni con software agli elementi finiti e rilevazioni ottiche di PD ed entrambe supportano i risultati ottenuti. È necessario effettuare ulteriori indagini su un data set più ampio al fine di migliorare un algoritmo di diagnostica predittiva basato sui valori di PDIV e conducibilità

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