高壓開(kāi)關(guān)柜功率循環(huán)：對(duì)綁定線焊接脫落的壽命計(jì)較，綁定線的最高溫度設(shè)置為最高芯片溫度Tj max。壽命循環(huán)建模可以計(jì)較在被動(dòng)/主動(dòng)循環(huán)下的等效功率循環(huán)次數(shù)。 通過(guò)利用等式7，計(jì)較出圖6中給出的?T次數(shù)，并推導(dǎo)出等效主動(dòng)循環(huán)次數(shù)。高壓開(kāi)關(guān)柜與被動(dòng)循環(huán)類(lèi)似，高壓開(kāi)關(guān)柜行駛循環(huán)次數(shù)被設(shè)置為10950。 高壓開(kāi)關(guān)柜為了計(jì)較被動(dòng)循環(huán)應(yīng)力的等效高壓開(kāi)關(guān)柜試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)，高壓開(kāi)關(guān)柜對(duì)表1中的循環(huán)次數(shù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。成果如表3所示。 表3：二極管功率循環(huán)：計(jì)較代表被動(dòng)溫度波動(dòng)的等效循環(huán)次數(shù) 熱循環(huán)：與3.1節(jié)中描述的被動(dòng)/主動(dòng)溫度循環(huán)轉(zhuǎn)換，采取了類(lèi)似的歷程。 從行駛工況循環(huán)可計(jì)較得出焊接層的最高溫度（圖5）。 表4：焊接層熱循環(huán)：被動(dòng)溫度波動(dòng)的等效循環(huán)次數(shù) 概述 圖8和圖9所示為分歧參數(shù)的等效試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)的比較。 功率循環(huán)：在圖8所示的功率循環(huán)次數(shù)（條件：?Ttest=100K、Tj,test=150°C、ton, test = 2s 和參考電流Itest = 400A），高壓開(kāi)關(guān)柜是主動(dòng)循環(huán)/被動(dòng)波動(dòng)循環(huán)次數(shù)的總和。 圖8：分歧參數(shù)的特定行駛循環(huán)的等效功率循環(huán)次數(shù) 高壓開(kāi)關(guān)柜熱循環(huán)：在圖9中，熱循環(huán)試驗(yàn)的等效試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)（條件：?T = 80K），是主動(dòng)循環(huán)次數(shù)和被動(dòng)波動(dòng)循環(huán)次數(shù)的總和。 圖9：分歧參數(shù)的特定行駛循環(huán)的等效熱循環(huán)次數(shù) 在所有情況下，主動(dòng)循環(huán)的影響可以疏忽不計(jì)。相對(duì)被動(dòng)溫度波動(dòng)很高的?T，工作歷程中焊接層的溫度波動(dòng)幅度很小（< 55°C，強(qiáng)制風(fēng)冷）。 聲明 雖然這兩個(gè)試驗(yàn)的趨勢(shì)很相似，也無(wú)法對(duì)兩個(gè)靠得住性試驗(yàn)進(jìn)行比較，因?yàn)樵谶@兩個(gè)試驗(yàn)中?T越高，等效試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)就越多。 1）冷卻能力越好，靠得住性要求越低。（當(dāng)然，任何人都能做出這樣淺顯的聲明，本文的目的是表白冷卻能力對(duì)靠得住性要求有多大的影響。） 2）當(dāng)情況溫度為40°C時(shí)，強(qiáng)制風(fēng)冷的性能與液冷器在70°C情況溫度下性能類(lèi)似。 3）將冷卻劑溫度從70°C升至95°C，會(huì)使等效循環(huán)次數(shù)翻一番。必須為逆變器配備零丁（自力）的冷卻回路。采取常規(guī)安裝和連接辦藝，不克不及實(shí)現(xiàn)利用125°C的發(fā)動(dòng)機(jī)冷液散熱的設(shè)計(jì)。 4）即便模塊未工作，戶(hù)外溫度轉(zhuǎn)變也會(huì)使焊接層發(fā)生溫度波動(dòng)。 5）使用直接冷卻散熱體例的模塊，將大大下降了對(duì)模塊的靠得住性要求。 6）提高電池電壓，可使風(fēng)冷系統(tǒng)的功率循環(huán)要求下降4倍；熱要求下降40%。 7）更好的冷卻能力，可以減輕母線電壓波動(dòng)的影響。 8）高壓開(kāi)關(guān)柜避免呈現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷條件下的5個(gè)10秒鐘長(zhǎng)的溫度循環(huán)，可以將對(duì)功率循環(huán)的要求下降60%，對(duì)熱循環(huán)的要求下降40%（對(duì)強(qiáng)制風(fēng)冷，比較圖8和圖9中的虛線列）。 最后兩個(gè)聲明表白，同化動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)辟有需要采取全局性系統(tǒng)體例，包含行駛策略、冷卻系統(tǒng)、電池電壓和模塊的散熱能力。汽車(chē)制造商、逆變器供給商與功率半導(dǎo)體模塊供給商聯(lián)合進(jìn)行開(kāi)辟，可以避免功率模塊太大，并能下降成本。 結(jié)語(yǔ) 如今，大大都同化動(dòng)力汽車(chē)使用的功率模塊。由于缺乏尺度，分歧汽車(chē)制造商采取的系統(tǒng)判然分歧，因此不太可能對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行比較。為了使逆變器系統(tǒng)變得更具可比性，本項(xiàng)研究采取了一個(gè)統(tǒng)一的“根本功率模塊”和一套常見(jiàn)的輸入?yún)?shù)。 為了評(píng)估同化動(dòng)力汽車(chē)（HEV）功率半導(dǎo)體模塊必須具有的熱/功率循環(huán)穩(wěn)定性，開(kāi)辟了一個(gè)程序來(lái)計(jì)較在特定行駛循環(huán)中，芯片和焊接層的溫度轉(zhuǎn)變。通過(guò)將主動(dòng)和被動(dòng)熱應(yīng)力對(duì)焊料和焊接點(diǎn)造成的熱應(yīng)力，轉(zhuǎn)換為靠得住性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)較出等效試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)。 在本文中，比較了8套分歧的參數(shù)，包含分歧的冷卻條件和/或電池電壓。成果是：汽車(chē)制造商、逆變器供給商和功率半導(dǎo)體模塊供給商應(yīng)聯(lián)合進(jìn)行開(kāi)辟，有助于通過(guò)調(diào)劑行駛策略、冷卻系統(tǒng)、電池電壓和模塊的散熱能力，找到經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。 電力節(jié)能產(chǎn)品列表 1.系統(tǒng)通用呵護(hù)節(jié)電器 系統(tǒng)通用呵護(hù)節(jié)電器（SPN-D-S1）是一種適用于所有用電系統(tǒng)的并聯(lián)型通用節(jié)電裝置。通過(guò)采取德國(guó)最先進(jìn)的屢次多通道瞬變抑制吸收手藝，選用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口元器件。有效過(guò)濾電網(wǎng)電路中的瞬變浪涌，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，具有節(jié)電和呵護(hù)設(shè)備的雙重功能。 1、系統(tǒng)所處的情況。我們知道，系統(tǒng)呵護(hù)節(jié)電器是通過(guò)吸收電路中的浪涌、尖峰等電壓和電流瞬變而實(shí)現(xiàn)節(jié)電的。系統(tǒng)所處的情況瞬變?cè)交钴S（如忙碌的工廠情況）電源品質(zhì)越差，系統(tǒng)呵護(hù)節(jié)電器表示出的節(jié)電效果越好 2、系統(tǒng)的狀況。一個(gè)用電系統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜越不規(guī)范、使用年代越久、設(shè)備越雜亂，發(fā)生瞬變的機(jī)緣越多，系統(tǒng)呵護(hù)節(jié)電器表示出的節(jié)電效果也越好。 3、高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的狀況。頻繁啟動(dòng)的設(shè)備、負(fù)荷工況轉(zhuǎn)變較大的設(shè)備是比較理想的應(yīng)用對(duì)象。感性負(fù)載的應(yīng)用效果優(yōu)于阻性負(fù)載，對(duì)純阻性負(fù)載，系統(tǒng)呵護(hù)節(jié)電器需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到正常的節(jié)電效果。 4、一般來(lái)說(shuō)，對(duì)一個(gè)自力的中小型用電系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)呵護(hù)節(jié)電器進(jìn)行節(jié)電改革相對(duì)比較容易；而對(duì)大型的用電系統(tǒng)，由于范圍較廣，涉及的設(shè)備種類(lèi)繁多，布控的手藝難度較大，做節(jié)電效果測(cè)試也比較困難。用于工業(yè)和商業(yè)配電系統(tǒng)的自動(dòng)瞬流呵護(hù)。有效控制比工業(yè)認(rèn)可的靜態(tài)平均雷電感應(yīng)電壓浪涌高約三倍的雷電感應(yīng)電壓，它大量存在于用戶(hù)的進(jìn)線端和用電系統(tǒng)之中。 節(jié)電原理 緩沖節(jié)電--從兩個(gè)方面切斷瞬流對(duì)電表的階躍式?jīng)_擊：一是切斷外部的來(lái)路；二是切斷內(nèi)部的回路。系統(tǒng)通用呵護(hù)節(jié)電器 (SPN-D-S1)可使電表的計(jì)量復(fù)歸正常，用多少電，電表就正常計(jì)量多少。 冷卻節(jié)電--由于瞬流的影響， 鐵芯材料由于過(guò)度的磁滯而使電流損失增加，高壓開(kāi)關(guān)柜成果使感性負(fù)載，尤其是電機(jī)的溫度上升，用電效率下降。系統(tǒng)通用呵護(hù)節(jié)電器 (SPN-D-S1)的箝位電壓在前方與零線間的箝位值為275V，所有高于275V的電壓均被迅速抑制，從而抑制了過(guò)壓，使其對(duì)末端負(fù)載和整個(gè)系統(tǒng)的影響削減到最輕的水平。 清潔節(jié)電--系統(tǒng)通用呵護(hù)節(jié)電器SPN-D-S1在正確安裝之后， 會(huì)使接觸器及電路中的氧化性碳膜層不再生成， 甚至使接觸器觸頭概況已形成的氧化性碳膜層逐步剝落，舒緩阻滯，提高系統(tǒng)的用電效率。 系統(tǒng)用電情況 1、系統(tǒng)瞬變特點(diǎn)： 瞬時(shí)態(tài)、超高壓、高頻次超高壓是指通常的瞬流尖峰，它超出跨越正常電路電壓幅值的 5-10倍，最高可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏。瞬時(shí)態(tài)是指瞬流延續(xù)的時(shí)間很是之短，它可以在數(shù)億分之一秒內(nèi)完成從迸發(fā)到消失的歷程.高頻次是指瞬流的勾當(dāng)十分頻繁，可以說(shuō)瞬流無(wú)時(shí)不有、無(wú)處不在。通用汽車(chē)公司豪斯頓實(shí)驗(yàn)室人員的一項(xiàng)測(cè)試表白，日光燈管一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，就有24個(gè)瞬流發(fā)生，電壓高1200V。 2、瞬變危害：干擾、老化、損害、損耗增加。 3、瞬流與用電成本的關(guān)系。 大量的科學(xué)研究已經(jīng)證明，瞬流使一個(gè)用電系統(tǒng)的電耗增加的體例有三種： a 、系統(tǒng)效率下降。《TECHNICAL DATA》--通用電氣公司的雜志上頒布過(guò)量篇文章證實(shí)，瞬流將使一個(gè)用電系統(tǒng)的用電效率嚴(yán)重下降。瞬流對(duì)所有的開(kāi)關(guān)裝置、接觸元件、線包繞組、半導(dǎo)體元件等，都有沖擊作用， 使電機(jī)、燈光及系統(tǒng)中所有的用電裝置的用電效率下降。 研究發(fā)現(xiàn)，由于經(jīng)年累月的沖擊，瞬流會(huì)在開(kāi)關(guān)裝置及其它接觸性器件上造成氧化性碳膜層。在電機(jī)接觸器上，每 1 歐姆阻抗的氧化性碳膜層的生成和存在，可使電機(jī)的效率損失13％。瞬流致使系統(tǒng)用電效率下降的另一個(gè)例子來(lái)自這樣一個(gè)研究成果。在一條120V的電路中，電流為5A/小時(shí)，瞬流發(fā)生的頻次為40000個(gè)/小時(shí)，瞬流延續(xù)的時(shí)間為100微秒。研究人員發(fā)現(xiàn)，在這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的電路中，瞬流致使了8.05%的線路電耗增加。 b、電機(jī)溫度升高。電機(jī)的溫升是由于瞬流使電感性負(fù)載電流損失增加和銅損提高而造成。電機(jī)每上升一度溫度，可增加4%的電耗。
