Taajuuskorjauskertoimen määrittely IGBT-moduulille optisen sensorin avulla
Häggblom, Jim (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202204185304
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202204185304
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoitus on tutkia IGB-transistorin sirun lämpötilan laskentaan käytetyn taajuuskorjauskertoimen määrittelyä, mittaamalla IGBT:n lämpötila käyttäen optista lämpötilasensoria. Saatujen mittaustuloksien perusteella voidaan laskea taajuuskorjauskerroin ja verrata tuloksia IGBT-valmistajan simulaatioohjelman antamiin korjauskerroinlaskelmiin. Opinnäytetyössä käydään läpi, miten korjauskerroin lasketaan ja kuinka lämpötilamittaus optisella sensorilla suoritetaan käytännössä Danfoss Drivesin testauslaboratoriossa.
Opinnäytetyön teoreettisessa osuudessa käsitellään IGBT:n häviölaskentaa, liitoskohdan lämpötilalaskentaa ja lämpötilan mittausta kuituoptiikalla. Mittausosiossa käydään läpi, kuinka lämpötilamittaukset suoritettiin käytännössä kahdelle eri moduulille ja kuinka taajuuskorjauskerroin lasketaan matemaattisesti. Lähtötietoina toimivat IGBT-valmistajien manuaalit, Danfoss Drivesin sisäiset laskentatyökalut ja mitatut lämpötila-arvot.
Taajuuskorjauskertoimien laskeminen eri lähtötaajuuksille mitatun datan perusteella onnistui hyvin. IGBT:t käyttäytyivät samalla tavalla korkeilla lähtötaajuuksilla, mutta taajuutta laskiessa poikkeuksia oli havaittavissa. Tämä ei ollut odotettavissa, vaikka toisessa IGBT:ssa oli hieman kehittyneempää tekniikkaa. Optinen lämpötilamittaus osoittautui erittäin tarkaksi ja luotettavaksi ja sitä voidaan jatkossakin käyttää tapauksissa, missä tarvitaan tarkkaa lämpötiladataa.
Opinnäytetyön teoreettisessa osuudessa käsitellään IGBT:n häviölaskentaa, liitoskohdan lämpötilalaskentaa ja lämpötilan mittausta kuituoptiikalla. Mittausosiossa käydään läpi, kuinka lämpötilamittaukset suoritettiin käytännössä kahdelle eri moduulille ja kuinka taajuuskorjauskerroin lasketaan matemaattisesti. Lähtötietoina toimivat IGBT-valmistajien manuaalit, Danfoss Drivesin sisäiset laskentatyökalut ja mitatut lämpötila-arvot.
Taajuuskorjauskertoimien laskeminen eri lähtötaajuuksille mitatun datan perusteella onnistui hyvin. IGBT:t käyttäytyivät samalla tavalla korkeilla lähtötaajuuksilla, mutta taajuutta laskiessa poikkeuksia oli havaittavissa. Tämä ei ollut odotettavissa, vaikka toisessa IGBT:ssa oli hieman kehittyneempää tekniikkaa. Optinen lämpötilamittaus osoittautui erittäin tarkaksi ja luotettavaksi ja sitä voidaan jatkossakin käyttää tapauksissa, missä tarvitaan tarkkaa lämpötiladataa.