1. 高(gāo)壓(yā)IGBT器(qì)件封裝絕(jué)緣(yuán)測試係(xì)統

針對高壓IGBT器件內部承(chéng)受(shòu)的(dí)正(zhèng)極(jí)性(xìng)重(zhòng)復方波電壓(yā)以及高(gāo)溫(wēn)工況(kuàng)
，研(yán)製(zhì)了(liǎo)針對高(gāo)壓IGBT器(qì)件，芯(xīn)片及封(fēng)裝(zhuāng)絕緣(yuán)材料絕(jué)緣特(tè)性的測(cè)試係統(tǒng)（如(rú)圖(tú)1所(suǒ)示(shì)）
，可實現電壓(yā)波形(xíng)參(cān)數，溫度和氣壓的靈(líng)活(huó)調(tiáo)控
，用於研究電壓(yā)類(lèi)型（交(jiāo)，直(zhí)流，重復(fù)方波(bō)電壓），波形(xíng)參(cān)數(shù)，氣體(tǐ)種類(lèi)，氣體壓力等因(yīn)素(sù)對絕緣特性
，具(jù)備放電脈衝(chōng)電流(liú)測(cè)量(liáng)，局部(bù)放電(diàn)測(cè)量(liáng)，放(fàng)電(diàn)光信(xìn)號測(cè)量(liáng)，漏(lòu)電流(liú)測(cè)量及(jí)紫(zǐ)外光(guāng)子測(cè)量等功(gōng)能（如圖2所示(shì)）
，平(píng)台相關參數(shù)：頻率：DC~20kHz
，電(diàn)壓：0~20kV
，上(shàng)升沿(yán)/下降沿(yán)：150ns可調
，占(zhān)空比(bǐ)：1%~99%
，溫(wēn)度(dù)：25℃~150℃
，氣壓(yā)：真空~3個大氣壓(yā)。 

2.壓接型(xíng)IGBT器件(jiàn)並聯均流(liú)實驗係統

針對高壓(yā)大(dà)功(gōng)率(shuài)壓接型IGBT器(qì)件(jiàn)內(nèi)部的(dí)芯片間電流(liú)均衡(héng)問題
，研製(zhì)了(liǎo)針對壓(yā)接(jiē)型IGBT器件的(dí)多(duō)芯(xīn)片(piàn)並(bìng)聯均流(liú)實驗(yàn)係(xì)統(tǒng)（如圖3所(suǒ)示）
，平台具(jù)有靈活調節(jié)IGBT芯片布局
，柵極布綫(xiàn)
，溫(wēn)度和壓(yā)力分(fēn)布(bù)的(dí)能力
，可開展芯片(piàn)參數(shù)，寄(jì)生(shēng)參數以及(jí)壓力和溫(wēn)度等多物理量(liáng)對(duì)壓接(jiē)型(xíng)IGBT器(qì)件在(zài)開(kāi)通/關(guān)斷(duàn)過(guò)程芯片(piàn)-封(fēng)裝支路(lù)瞬態(tài)電(diàn)流分布(bù)影響(xiǎng)規律的研(yán)究(jiū)
，以(yǐ)及瞬態電(diàn)流不均衡(héng)調控方法(fǎ)的研(yán)究(jiū)；平台(tái)相關(guān)參數：電壓：0~6.5kV
，電(diàn)流(liú)：0~3kA
，溫度(dù)：25℃~150℃
，壓力：0~50kN。

圖3 壓接型IGBT多(duō)芯片並聯均流實驗

3.高(gāo)壓大(dà)功率IGBT器(qì)件(jiàn)可(kě)靠性實驗(yàn)係統

隨著高(gāo)壓大(dà)功(gōng)率 IGBT 器件容量的進(jìn)一(yī)步(bù)提(tí)升
，對其(qí)可靠(kào)性(xìng)考核(hé)裝備(bèi)在(zài)測量精(jīng)度(dù)，測試效率(shuài)等(děng)方麵提(tí)出(chū)了挑戰(zhàn)。針(zhēn)對(duì)柔性(xìng)直流(liú)輸電用(yòng)高(gāo)壓(yā)大功(gōng)率(shuài) IGBT 器件的(dí)測試需(xū)求
，研製(zhì)了(liǎo) 90 kW /3 000 A 功(gōng)率循環(huán)測(cè)試(shì)裝(zhuāng)備(bèi)和(hé)100V/200°C高溫柵偏測試(shì)裝備（如(rú)圖(tú)4所(suǒ)示）。功率(shuài)循(xún)環(huán)測試(shì)裝備可針對(duì)柔性直流(liú)輸電(diàn)中(zhōng)壓(yā)接型和焊(hàn)接式兩(liǎng)種不同(tóng)封裝(zhuāng)形(xíng)式(shì)的(dí)IGBT開(kāi)展功率循環測(cè)試
，最多可實(shí)現12個IGBT器件(jiàn)的(dí)同時測試。電流(liú)等(děng)級(jí)，波(bō)形參(cān)數(shù)，壓(yā)力(lì)均獨立可調(tiáo)
，功率(shuài)循環(huán)周期為秒級(jí)
，極限測試能(néng)力(lì)可(kě)達(dá) 300 ms
，最高壓(yā)力達(dá)220 kN
，虛擬結溫測(cè)量精度達±1°C
，導通壓降(jiàng)測(cè)量(liáng)精(jīng)度達(dá)±2mV。高(gāo)溫柵偏測(cè)試裝(zhuāng)備可實(shí)現漏電流和閾值(zhí)電(diàn)壓的實時在(zài)綫(xiàn)監(jiān)測
，最(zuì)多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)IGBT器件的同時(shí)測(cè)試(shì)。

4. 壓接(jiē)器件內部(bù)並聯(lián)多(duō)芯片電(diàn)流(liú)及(jí)結(jié)溫測(cè)量(liáng)方法(fǎ)及實現(xiàn)

高壓大(dà)功率壓接(jiē)型(xíng)IGBT器件內(nèi)部(bù)芯片瞬(shùn)態(tài)電流及(jí)結溫測(cè)量是(shì)器件(jiàn)多物理量均衡調(tiáo)控及(jí)狀態(tài)監測的(dí)基本手段
，針(zhēn)對器件內(nèi)部密(mì)閉(bì)封(fēng)裝以及密集分布(bù)鄰近(jìn)支路引(yǐn)起(qǐ)的幹(gān)擾(rǎo)問題(tí)
，提出了(liǎo)PCB羅氏(shì)綫(xiàn)圈(quān)互電感的等效計(jì)算(suàn)方法
，實現了(liǎo)任意(yì)形(xíng)狀PCB羅(luó)氏綫(xiàn)圈繞(rào)綫結構設計
，設(shè)計(jì)了針對器件電(diàn)流(liú)測量的方形(xíng)PCB羅(luó)氏(shì)綫(xiàn)圈（如圖(tú)5所示(shì)）
，實現臨(lín)近芯(xīn)片電(diàn)流造(zào)成的(dí)測量誤差小(xiǎo)於1%；針對(duì)器(qì)件內(nèi)部多芯(xīn)片並(bìng)聯芯片結溫(wēn)測(cè)量(liáng)
，提出了(liǎo)壓接型IGBT器(qì)件(jiàn)結溫分布(bù)測(cè)量的(dí)時序溫(wēn)敏電參(cān)數法
，通過(guò)各(gè)芯片(piàn)柵極的時(shí)序(xù)單(dān)獨控製（如圖(tú)6所示）
，在(zài)各周期(qī)分別(bié)進行(háng)單顆(kē)IGBT芯片結溫的測(cè)量(liáng)
，進而等效獲得(dé)一(yī)個周期內各(gè)IGBT芯片(piàn)的結溫分(fēn)布(bù)。在此(cǐ)基礎(chǔ)上(shàng)
，完成了(liǎo)集成於(yú)高壓大功率器(qì)件(jiàn)內部的多芯片並(bìng)聯電(diàn)流測(cè)試(shì)PCB羅氏綫圈以及時序溫(wēn)敏(mǐn)電參數(shù)測量(liáng)驅動板的設計（如(rú)圖(tú)7所(suǒ)示）。

5. 研(yán)製高壓大(dà)功(gōng)率電(diàn)力電子(zǐ)器件

麵向(xiàng)電(diàn)力(lì)係統用高(gāo)壓(yā)大功率(shuài)電(diàn)力電子器件(jiàn)研(yán)製的需(xū)求
，開展了芯(xīn)片建(jiàn)模(mó)與篩(shāi)選，芯片(piàn)並聯電(diàn)流均(jūn)衡調控，封(fēng)裝絕(jué)緣特性(xìng)及(jí)電場建模(mó)以及器件(jiàn)多物理場調(tiáo)控等方(fāng)麵(miàn)工作(zuò)
，相關成果(guǒ)支撐了電網(wǎng)公司能源互(hù)聯(lián)網研(yán)究(jiū)院有限(xiàn)公司(sī)3.3kV/1500A，3.3kV/3000A以及4.5kV/3000A矽基(jī)IGBT器(qì)件的研(yán)製
，並(bìng)通過柔(róu)直(zhí)換流(liú)閥用器件的(dí)應(yīng)用驗(yàn)證實驗
，同時也支撐(chēng)了(liǎo)世界shouge18kV 壓(yā)接型(xíng)SiC IGBT器件(jiàn)的研(yán)製。