【導讀】功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)是(shi)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)部(bu)件(jian)。因(yin)此(ci)，它(ta)們(men)的(de)壽(shou)命(ming)對(dui)最(zui)終(zhong)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)有(you)重(zhong)要(yao)影(ying)響(xiang)。為(wei)了(le)了(le)解(jie)真(zhen)實(shi)的(de)工(gong)況(kuang)如(ru)何(he)影(ying)響(xiang)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)
，必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)複(fu)雜(za)的(de)模(mo)擬(ni)仿(fang)真(zhen)，由(you)於(yu)工(gong)況(kuang)文(wen)件(jian)冗(rong)長(chang)且(qie)複(fu)雜(za)多(duo)變(bian), wangwangjiangfangzhengongjuhefangfatuidaojixian。chuyuzhegeyuanyin
，zaifangzhenfangfahebandaotitexingfangmianxuyaogaoshuipingdezhuanyezhishi。lejiegonglvmokuaizaishijishiyongqingkuangxiadexingweiduixuanzezhengquedegonglvmokuai，jinerduixitongchengben、可靠性和優化均有積極的影響。

功率模塊的壽命就是功率係統的壽命

一個大功率係統是由幾個部件組成的，如：電容、電感、傳感器、控製板、qudongdanyuan，dangranhaiyougonglvmokuai。suoyouzhexiedouyouyigeyouxiandeshiyongshouming，dangtamenbunenghenhaodimanzuyingyongshi，jiuhuichengweiguzhangdelaiyuan。chuyuzhegeyuanyin
，zaixuanzezujianzhiqian
，lejietamenzaitedinggongzuotiaojianxiadexingweishifeichangzhongyaode。

功gong率lv模mo塊kuai也ye不bu例li外wai，它ta們men的de壽shou命ming與yu它ta們men的de工gong況kuang是shi緊jin密mi相xiang連lian。因yin此ci，為wei了le估gu計ji它ta們men的de壽shou命ming，有you必bi要yao在zai實shi際ji條tiao件jian下xia計ji算suan變bian換huan器qi運yun行xing期qi間jian的de循xun環huan負fu荷he。使shi用yong實shi驗yan平ping台tai和he長chang期qi運yun行xing的de係xi統tong來lai估gu計ji功gong率lv模mo塊kuai的de壽shou命ming是shi可ke能neng的de。然ran而er，這zhe種zhong解jie決jue方fang案an需xu要yao硬ying件jian實shi現xian和he長chang時shi間jian的de測ce試shi。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me使shi用yong仿fang真zhen工gong具ju這zhe一yi不bu同tong方fang法fa，幫bang助zhu用yong戶hu加jia速su和he簡jian化hua壽shou命ming計ji算suan。

為了簡化工業製造商設計過程中的這一步驟
，英飛淩功率仿真平台（IPOSIM）提供了自動壽命估算這一全新的高級功能。現在
，設計人員可以根據他們的應用要求，以數字方式估算功率模塊的壽命。

IPOSIM壽shou命ming評ping估gu服fu務wu是shi一yi個ge完wan全quan自zi動dong化hua的de過guo程cheng，它ta綜zong合he了le我wo們men所suo有you的de半ban導dao體ti專zhuan業ye知zhi識shi
，結jie合he了le最zui先xian進jin的de方fang法fa和he先xian進jin的de編bian程cheng知zhi識shi。這zhe項xiang服fu務wu使shi設she計ji人ren員yuan能neng夠gou在zai線xian獲huo得de英ying飛fei淩ling的de電dian力li電dian子zi技ji術shu

，24/7，並根據需要頻繁使用。

圖1 自動化的壽命估計過程

這個過程（圖1）從所需的工況、冷卻條件和要評估的功率模塊等相關信息開始。考慮到這些信息，估計設備壽命的計算將在IPOSIM中自動運行。一旦完成，用戶可以下載一個定製的PDF報告，其中包含最相關的結果，包括所選器件的可能循環次數。

在為牽引應用選擇正確的功率模塊時感到困惑？現在不會了。

讓(rang)我(wo)們(men)想(xiang)象(xiang)一(yi)下(xia)
，我(wo)們(men)正(zheng)在(zai)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)用(yong)於(yu)牽(qian)引(yin)應(ying)用(yong)的(de)功(gong)率(lv)變(bian)換(huan)器(qi)。我(wo)們(men)已(yi)經(jing)選(xuan)擇(ze)了(le)一(yi)個(ge)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)，確(que)定(ding)了(le)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)，定(ding)義(yi)了(le)冷(leng)卻(que)條(tiao)件(jian)，並(bing)且(qie)我(wo)們(men)發(fa)現(xian)我(wo)們(men)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)以(yi)下(xia)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)功(gong)率(lv)模(mo)塊(kuai)（1.7kV@1.2kA）。現在是時候決定哪種功率模塊最適合這一應用了。

對於這個例子，我們將做一些假設，隻是為了簡化設計過程。讓我們假設唯一可以使用的封裝是PrimePACK™。經過若幹技術考慮

，以下三個型號是我們的候選器件。

1.FF1200R17IP5

2.FF1400R17IP4

3.FF1500R17IP5R

工況是什麼？好吧

，讓我們假設火車的往返行程大約需要兩個小時

，我們需要保證至少有一萬個周期。圖2描述了列車運行的標準周期的工況，轉化為電力電子變量。

圖2 牽引應用的工況

我們使用IPOSIM壽命估計服務來估計這三個型號的壽命。一旦分析結束
，IPOSIM就會生成一份PDF報告，強調最相關的結果
，如圖3suomiaoshude。gonglvsunhaoshiwomennenggoulejiedaobianhuanxiaolv。tongguowendujieguo，womenkeyiyanzhengsuoxuanqijianshifoushihewomendelengquetiaojian，bingbaozhengzaizhenggegongkuangzhongdezhengchangyunxing。zuihou，zhuzhuangtumiaoshulequjueyuwendubodongdeshoumingxiaohao。

圖3 使用FF1500R17IP5R功率模塊的牽引應用的仿真結果

選擇正確的功率模塊。

我們已經看到了一些顯著的結果

；然ran而er，我wo們men還hai沒mei有you根gen據ju循xun環huan次ci數shu的de標biao準zhun選xuan擇ze正zheng確que的de器qi件jian。這zhe就jiu是shi為wei什shen麼me報bao告gao包bao括kuo一yi個ge最zui終zhong的de表biao格ge

，總zong結jie了le每mei個ge器qi件jian可ke能neng的de循xun環huan數shu。下xia表biao顯xian示shi了le被bei評ping估gu的de器qi件jian之zhi間jian的de比bi較jiao。

可以看出，即使這三個器件在相同的電氣的額定值下工作
，隻有FF1500R17IP5R達到了預期的周期數（>10k周期）。必須指出的是，FF1400R17IP4沒有產生仿真結果。原因是在評估的條件下
，這個功率模塊的溫度增加超過了最大限值，因此

，壽命沒有計算出來。

如何開始使用壽命評估

在這篇短文中，我們解釋了IPOSIM壽命估算服務是如何以及為什麼能夠在設計階段快速、精(jing)確(que)地(di)做(zuo)出(chu)決(jue)策(ce)
，為(wei)設(she)計(ji)團(tuan)隊(dui)節(jie)省(sheng)時(shi)間(jian)和(he)精(jing)力(li)。這(zhe)項(xiang)服(fu)務(wu)從(cong)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)設(she)計(ji)中(zhong)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)之(zhi)一(yi)開(kai)始(shi)，包(bao)括(kuo)基(ji)於(yu)模(mo)塊(kuai)的(de)三(san)相(xiang)兩(liang)電(dian)平(ping)逆(ni)變(bian)器(qi)。其(qi)他(ta)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)也(ye)將(jiang)在(zai)不(bu)久(jiu)的(de)將(jiang)來(lai)導(dao)入(ru)仿(fang)真(zhen)工(gong)具(ju)。

來源：英飛淩

原創：Jaime Zapata  

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