在柔性直流(high voltage direct current,HVDC)输电领域,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的核心元件,其可靠性至关重要。本文针对MMC子...在柔性直流(high voltage direct current,HVDC)输电领域,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子模块的核心元件,其可靠性至关重要。本文针对MMC子模块短路测试失效问题,运用Ansys Maxwell 3D电场仿真工具和PLECS功率电路仿真软件,对失效模块进行了电流密度和芯片温升仿真分析。结果表明:由于结构设计缺陷,导致了IGBT芯片严重不均流,局部电流密度过大引起的静态闩锁效应是造成短路失效的根本原因。基于此,通过重新设计模块结构,通过对优化后的模块进行电流密度仿真和常温、高温短路测试验证,成功解决短路失效问题。本文揭示了合理电路结构设计对保障IGBT可靠性的关键作用,并为类似应用场景提供了参考,有助于提升IGBT在电力系统应用中的可靠性和稳定性。展开更多
