Page 119 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 11 期 何赟泽，等：IGBT 自激电磁振动信号的压电薄膜传感与检测 2577

压电薄膜传感器构建了 IGBT 器件的脉冲测试平台， ity adjustment[J]. Transactions of China Electrotechnical Soci-
并从传播路径影响、电路参数影响及与压电陶瓷声 ety，2020，35（23）：4852-4863.
发射传感器的性能对比等方面进行了系统研究。主 [4] 刘爽，牟龙华，许旭锋，等. 电力电子器件故障对微电网
运 行 可 靠 性 的 影响 [J]. 电 力 系 统 保 护 与 控 制 ， 2017，
要结论如下：
45（24）：63-70.
（1）通过对比不同传播路径与耦合剂使用情况
LIU Shuang，MU Longhua，XU Xufeng，et al. Research on
发现，将压电薄膜传感器安装在 IGBT 器件封装侧并
power electronic devices failures’ effect on microgrid opera-
涂抹耦合剂，可有效提高自激电磁振动信号的信号
tional reliability[J]. Power System Protection and Control，
幅值和持续时间，降低信号能量衰减，并减少传感器
2017，45（24）：63-70.
的机械磨损。 [5] 赵子轩，陈杰，邓二平，等. 负载电流对 IGBT 器件中键合
（2）压电薄膜传感器测得的自激电磁振动信号 线 的 寿 命 影 响 和 机 理 分析 [J]. 电 工 技 术 学 报 ， 2022，
幅值和能量均与其关断电流及母线电压变化呈现正 37（1）：244-253.
相关，且变化趋势稳定可重复。自激电磁振动信号 ZHAO Zixuan，CHEN Jie，DENG Erping，et al. The influ-
频谱成分主要分布在 35、57 和 135 kHz 三个频率附 ence and failure mechanism analysis of the load current on the
近。此外，过栅压失效会显著增强压电薄膜传感器 IGBT lifetime with bond wire failure[J]. Transactions of China
Electrotechnical Society，2022，37（1）：244-253.
检测到的自激电磁振动低频信号幅值和能量。压电
[6] 姚陈果，李孟杰，余亮，等. 基于脉冲耦合响应的 IGBT 故
薄膜传感器可以用于会引起低频信号显著变化的器
障检测方法 [J]. 电工技术学报，2020，35（15）：3235-3244.
件过栅压失效诊断场景。
YAO Chenguo，LI Mengjie，YU Liang，et al. A condition
（3）压电薄膜传感器和压电陶瓷传声发射传感
detecting method for the IGBT module based on pulse
器这两类传感器测得的自激电磁振动信号在时域信
coupling response[J]. Transactions of China Electrotechnical
号能量响应趋势上具有一致性，但频谱分布存在差 Society，2020，35（15）：3235-3244.
异：压电陶瓷声发射传感器在两个窄频段内响应能 [7] 黄先进，李鑫，刘宜鑫，等. 基于量化电压并行比较的
力更为明显，而压电薄膜传感器在 50 kHz 以下的自 IGBT 状 态 监 测 保 护 电 路 [J]. 电 工 技 术 学 报 ， 2021，
激电磁振动信号低频段响应能力相对平稳。 36（12）：2535-2547.
此外，压电薄膜的柔软性特点也很适合传感器 HUANG Xianjin， LI Xin， LIU Yixin， et al. Condition
在空间受限的场景下使用。因此，压电薄膜传感器 monitoring and protection circuit for IGBTs based on parallel
comparison methods of quantized voltages[J]. Transactions of
在 IGBT 器件自激电磁振动检测中具有广阔的应用
China Electrotechnical Society，2021，36（12）：2535-2547.
前景。
[8] 姚芳，胡洋，李铮，等. 基于结温监测的风电 IGBT 热安全
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参考文献：
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