I. INTRODUCTIONHigh power converter

I. INTRODUCTION
High power converter capacity is increasing in the
industrial applications. For instance, the power rating is
extended to 100MW in the electric propulsion systems [1]
and over 1000MVA in high voltage direct current
transmission (HVDC) systems used to enhance the flexibility
of modern power systems [2]. On the other hand, although
power semiconductor and manufacturing techniques have
been greatly developed in the past decades, the switching
power and switching frequency product of hard switching
has been restricted to the range of approximately 109
~1010
VA/s due to material limitations of silicon based power
devices[3]. Wide band-gap semiconductors (WBS), such as
silicon carbide (SiC) devices, are promising candidates to
break through the frequency-power product limitation of
silicon based power devices. However, the use of wide band
gap power devices for the high power applications is rare,
since they are currently too expensive for the industrial
applications. Consequently, silicon insulated gate bipolar
transistors (IGBTs) are still the mainstream power devices
for MW high power systems.
Actually, the potential of the IGBT power modules has
not been fully exploited. Increasing chip operating
temperatures from 150o
C to 175o
C, and higher, would reduce
the heat sink size and enhance the power density [4]. Nearly
60% of power device failures are temperature-induced [5].
For instance, the wire-bond, emitter metallization and chipattach
interfaces are the common power module failure areas,
and are related to the mean temperature Tm and the thermal
swing amplitude ΔTj during power cycling. The chip
temperature Tj of power semiconductors during high power
converter operation is a significant parameter, which can
provide valuable information on the internal operational
status.
In fact, for commercial high power IGBT modules, the
transient thermal impedance of the freewheeling diodes
(FWDs) is higher than that of IGBTs. Furthermore, the
safety operation area (SOA) of FWDs is smaller than that of
the IGBTs. For MW wind power generators, a power cycling
overview of two-level wind power converters under full grid
code operation is presented in [6]. It is concluded that when
the generator-side converter operates as a rectifier or with
rated reactive power injection, more conduction losses are
produced in the FWDs than in the IGBTs. Therefore, the
FWDs have a higher chip mean temperature Tj than IGBTs.
Generally, the switching frequency and output power of
converter systems are restricted by the highest thermally
stressed power devices. Consequently, the reliability design
of FWDs is significant. So, monitoring the chip temperature,
especially the FWDs, can enable a power module to operatein the proper SOA.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

I. บทนำพลังงานสูงแปลงเพิ่มกำลังการผลิตในการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม ตัวอย่าง การประเมินพลังงานเป็นขยาย 100MW ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า [1]และมากกว่า 1000MVA ในแรงดันสูงโดยตรงปัจจุบันระบบส่ง (HVDC) ที่ใช้ในการเพิ่มความคล่องตัวระบบไฟฟ้าที่ทันสมัย [2] ในทางกลับกัน แม้ว่าสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าและเทคนิคการผลิตได้รับการพัฒนาอย่างมากในทศวรรษ สลับพลังงานและเปลี่ยนความถี่ผลิตภัณฑ์ยากสลับถูกจำกัดไปยังช่วงประมาณ 109~ 1010VA/s เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุซิลิคอนใช้พลังงานอุปกรณ์ [3] ช่องว่างของวงทั้งอิเล็กทรอนิกส์ (WBS), เช่นอุปกรณ์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นผู้ว่าการตัดผ่านข้อจำกัดผลิตภัณฑ์พลังงานความถี่ซิลิคอนใช้อุปกรณ์ไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การใช้วงกว้างช่องว่างพลังงานอุปกรณ์สำหรับการใช้งานไฟสูงมีน้อยเนื่องจากในปัจจุบันมีราคาแพงเกินไปสำหรับภาคอุตสาหกรรมใช้งาน ดังนั้น ซิลิคอนหุ้มประตูไฟที่ไบโพลาร์ยังคงมี transistors (IGBTs) อุปกรณ์ไฟฟ้าหลักสำหรับระบบพลังงานสูง MWจริง ศักยภาพของ IGBT เพาเวอร์โมดูลได้ไม่ถูกทั้งหมดสามารถ เพิ่มปฏิบัติการชิพอุณหภูมิจาก 150oC ถึง 175oC และสูงกว่า จะลดความร้อนจมขนาด และเพิ่มความหนาแน่นพลังงาน [4] เกือบ60% ของความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดจากอุณหภูมิ [5]สำหรับอินสแตนซ์ ลวดพันธบัตร metallization ตัวส่ง และ chipattachอินเทอร์เฟซคือ ทั่วไปเพาเวอร์โมดูลล้มเหลวพื้นที่และเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิเฉลี่ย Tm และร้อนสวิง ΔTj คลื่นระหว่างพลังงานขี่จักรยาน การชิพอุณหภูมิ Tj อิเล็กทรอนิกส์พลังงานระหว่างพลังงานสูงการดำเนินการแปลงเป็นพารามิเตอร์สำคัญ ซึ่งสามารถให้มีข้อมูลภายในดำเนินงานสถานะการในความเป็นจริง สำหรับโมดู IGBT พลังงานเชิงพาณิชย์สูง การความต้านทานความร้อนแบบฉับพลันของไดโอดได้ freewheeling(FWDs) สูงกว่าที่ IGBTs นอกจากนี้ การความปลอดภัยการดำเนินงานพื้นที่ (SOA) ของ FWDs มีขนาดเล็กกว่าของIGBTs สำหรับ MW ลมกำเนิดไฟฟ้า กำลังขี่จักรยานภาพรวมของการแปลงพลังงานลมสองชั้นภายใต้เส้นเต็มรหัสการดำเนินการนำเสนอใน [6] มันจะสรุปว่า เมื่อแปลงด้านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงาน เป็นวงจรเรียงกระแสกับ หรือด้วยอันดับปฏิกิริยาไฟฟ้าฉีด ขาดทุนเพิ่มมากขึ้นจึงมีผลิตใน FWDs กว่าใน IGBTs ดังนั้น การFWDs มีชิปที่สูงหมายถึง อุณหภูมิ Tj กว่า IGBTsทั่วไป เปลี่ยนความถี่และผลผลิตพลังงานของแปลงระบบถูกจำกัด โดยสูงสุดแพเน้นอุปกรณ์ไฟฟ้า ดังนั้น การออกแบบความน่าเชื่อถือของ FWDs เป็นสำคัญ ตรวจสอบอุณหภูมิชิป ดังนั้นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง FWDs สามารถเปิดใช้งานโมดูอำนาจการ operatein SOA เหมาะสม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

I. บทนำความจุแปลงพลังงานสูงจะเพิ่มขึ้นในงานอุตสาหกรรม ยกตัวอย่างเช่นคะแนนกำลังจะขยายไปยัง 100MW ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า [1] และมากกว่า 1000MVA ในปัจจุบันแรงดันสูงโดยตรงส่ง(HVDC) ระบบมาใช้เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบไฟฟ้าที่ทันสมัย​​[2] ในทางกลับกันแม้ว่าสารกึ่งตัวนำไฟฟ้าและเทคนิคการผลิตที่ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาการเปลี่ยนอำนาจและเปลี่ยนความถี่ผลิตภัณฑ์ของการเปลี่ยนยากที่ได้รับการจำกัด ช่วงประมาณ 109 ~ 1010 VA / วินาทีเนื่องจากข้อ จำกัด ของวัสดุซิลิกอน ตามอำนาจอุปกรณ์[3] เซมิคอนดักเตอร์ช่องว่างวงกว้าง (WBS) เช่นคาร์ไบด์ซิลิกอน(SIC) อุปกรณ์มีผู้สมัครที่มีแนวโน้มที่จะทำลายข้อจำกัด ของผลิตภัณฑ์ความถี่อำนาจของอุปกรณ์พลังงานที่ใช้ซิลิกอน อย่างไรก็ตามการใช้วงกว้างอุปกรณ์พลังงานช่องว่างสำหรับการใช้พลังงานสูงเป็นของหายากเพราะพวกเขามีอยู่ในปัจจุบันมีราคาแพงเกินไปสำหรับอุตสาหกรรมการใช้งาน ดังนั้นประตูฉนวนสองขั้วซิลิกอนทรานซิสเตอร์ (IGBTs) ยังคงเป็นอุปกรณ์พลังงานหลักสำหรับระบบพลังงานที่สูงเมกะวัตต์. ที่จริงศักยภาพของโมดูลพลัง IGBT ที่มีไม่ได้รับประโยชน์อย่างเต็มที่ การเพิ่มขึ้นของการดำเนินงานชิปอุณหภูมิ 150o C ถึง 175o C และสูงขึ้นจะช่วยลดขนาดของแผงระบายความร้อนและเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน[4] เกือบ60% ของความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้าอุณหภูมิที่เกิดขึ้น [5]. ยกตัวอย่างเช่นลวดพันธบัตร metallization อีซีแอลและ chipattach อินเตอร์เฟซที่เป็นพื้นที่ความล้มเหลวของโมดูลพลังงานร่วมกันและได้รับการที่เกี่ยวข้องกับการ Tm หมายความว่าอุณหภูมิและความร้อนกว้างแกว่งΔTj ในระหว่างการขี่จักรยานพลังงาน ชิปอุณหภูมิ Tj ของเซมิคอนดักเตอร์พลังงานในระหว่างพลังงานที่สูงการดำเนินการแปลงเป็นตัวแปรที่สำคัญซึ่งสามารถให้ข้อมูลที่มีคุณค่าในการดำเนินงานภายในสถานะ. ในความเป็นจริงสำหรับโมดูล IGBT พลังงานสูงเชิงพาณิชย์ต้านทานความร้อนชั่วคราวของไดโอดอิสระเสรี(FWDs) เป็น สูงกว่า IGBTs นอกจากนี้พื้นที่การดำเนินงานด้านความปลอดภัย (SOA) ของ FWDs มีขนาดเล็กกว่าที่ IGBTs สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม MW, ขี่จักรยานพลังงานภาพรวมของสองระดับแปลงพลังงานลมภายใต้ตารางเต็มรูปแบบการดำเนินงานรหัสจะนำเสนอใน[6] ก็สรุปได้ว่าเมื่อแปลงกำเนิดด้านทำงานเป็นกระแสหรือฉีดพลังงานปฏิกิริยาจัดอันดับความสูญเสียมากขึ้นมีการนำผลิตในFWDs กว่าใน IGBTs ดังนั้นFWDs มีชิปที่สูงขึ้นหมายถึงอุณหภูมิ Tj กว่า IGBTs. โดยทั่วไปเปลี่ยนความถี่และอำนาจการส่งออกของระบบแปลงถูก จำกัด โดยความร้อนที่สูงที่สุดเน้นอุปกรณ์พลังงาน ดังนั้นการออกแบบความน่าเชื่อถือของ FWDs เป็นสำคัญ ดังนั้นการตรวจสอบอุณหภูมิของชิปโดยเฉพาะอย่างยิ่ง FWDs ที่สามารถเปิดใช้งานโมดูลอำนาจที่จะ operatein เหมาะสม SOA

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผมแนะนำ
แปลงพลังงานความจุสูงเพิ่มขึ้นใน
อุตสาหกรรม ตัวอย่าง พลังอันดับ
ขยายจากในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า [ 1 ]
และ 1000mva ในแรงดันสูงกระแสตรง
ส่ง ( HVDC ) ระบบที่ใช้เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบพลังงานที่ทันสมัย
[ 2 ] บนมืออื่น ๆแม้ว่า
สารกึ่งตัวนำไฟฟ้าและเทคนิคการผลิตมีการพัฒนา
อย่างมากในทศวรรษที่ผ่านมา , สลับ
พลังและความถี่ผลิตภัณฑ์ยากเปลี่ยน
ถูก จำกัด ไปช่วงประมาณ 109
~ 1010
VA / s เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุซิลิคอนอำนาจตาม
อุปกรณ์ [ 3 ] ช่องว่างแถบกว้าง ( WBS ) สารกึ่งตัวนำ เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ ( sic )


เป็นสัญญาอุปกรณ์ ผู้สมัครตัดความถี่ผลิตภัณฑ์พลังงานจำกัด
ซิลิคอนตามอุปกรณ์พลังงาน อย่างไรก็ตาม การใช้อุปกรณ์พลังงานช่องว่างแถบ
กว้างสำหรับการใช้งานพลังงานสูง หายาก
ตั้งแต่พวกเขากำลังมีราคาแพงมากเกินไปสำหรับงานอุตสาหกรรม

จากนั้น ซิลิคอนฉนวนประตูไบโพลาร์ทรานซิสเตอร์ (
igbts ) ยังคงเป็นอุปกรณ์หลักสำหรับระบบพลังงานสูง พลังงาน

ที่จริง MWศักยภาพของโมดูล IGBT อำนาจได้
ไม่เต็มที่เช่นกัน เพิ่มชิปปฏิบัติการอุณหภูมิจาก 150o
C

C 175o และที่สูงขึ้นจะลด
อ่างความร้อนและเพิ่มความหนาแน่น ขนาดใช้ [ 4 ] เกือบ 60% ของความล้มเหลวของอุปกรณ์พลังงาน
อุณหภูมิ ) [ 5 ] .
สำหรับอินสแตนซ์ , ลวดบอนด์อีซี และระบบงาน chipattach
มีทั่วไปพลังงานโมดูล
ความล้มเหลวด้านและมีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิเฉลี่ย TM และความร้อนสวิงขนาดΔ TJ ในระหว่าง
จักรยานไฟฟ้า ชิป
อุณหภูมิ TJ พลังงานสารกึ่งตัวนำในการแปลงพลังงาน
สูงเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญซึ่งสามารถ
ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ในการปฏิบัติงานภายในสถานะ
.
ในความเป็นจริงสำหรับโมดูล IGBT พลังสูงในเชิงพาณิชย์ , ความต้านทานความร้อนของการปะทะชั่วคราว

ไดโอด( fwds ) สูงกว่าของ igbts . นอกจากนี้
ตู้ปฏิบัติการพื้นที่ ( SOA ) ของ fwds มีขนาดเล็กกว่าของ igbts
. ลม MW เครื่องกําเนิดไฟฟ้า , จักรยานไฟฟ้าสอง
ภาพรวมของพลังงานลมแปลงเต็มรหัสปฏิบัติการนำเสนอตาราง
[ 6 ] สรุปได้ว่าเมื่อ
ข้างแปลงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานเหมือนวงจรเรียงกระแสหรือ
ฉีดกำลังไฟฟ้าสูงสุด ,การสูญเสียการมากขึ้น
ผลิตใน fwds กว่าใน igbts . ดังนั้น ,
fwds มีอุณหภูมิเฉลี่ยสูงกว่าชิป TJ กว่า igbts .
โดยทั่วไป การเปลี่ยนความถี่ และพลังงานของระบบจะถูก จำกัด โดยแปลง

เน้นปริมาณสูงสุด อุปกรณ์ไฟฟ้า ดังนั้นความน่าเชื่อถือออกแบบ
ของ fwds สำคัญ ดังนั้น การตรวจสอบชิปโดยเฉพาะ fwds
, อุณหภูมิสามารถเปิดใช้งานพลังงานโมดูลเพื่อ operatein SOA ที่เหมาะสม