Técnicas avanzadas para la estimación de la degradación y aumento de la fiabilidad de

componentes en convertidores de potencia

CONTEXTO

Los convertidores de electrónica de potencia se emplean en numerosas aplicaciones: generación renovable, servicios auxiliares a la red, movilidad eléctrica, …

Su fiabilidad tiene un gran impacto en el correcto funcionamiento de la aplicación global: suponen el 37% de los fallos en sistemas FV y el 13% en generación eólica.

Varios componentes del convertidor sufren procesos físicos de degradación particulares a lo largo de su vida útil, especialmente los semiconductores de potencia y los condensadores.

Reto

El proyecto CONFIA tiene como objetivo investigar en tecnologías que permitan estimar y predecir el estado de degradación, así como aumentar la fiabilidad de los componentes más críticos en convertidores de electrónica de potencia: los semiconductores IGBT de silicio y los condensadores.

En el caso de los semiconductores, será objeto de estudio la tecnología de módulos IGBTs de silicio (transistores bipolares de puerta aislada, por sus siglas en inglés) por su gran implantación en el sector energético.

Resultados esperados

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***Hardware*: Dispositivos electrónicos no intrusivos para IGBTs**

Para medida online de la tensión colector-emisor
Para medida online del máximo de corriente de puerta
De inyección de señales de alta frecuencia en la tensión puerta-emisor y de medida online de la resistencia interna de puerta
Plataforma avanzada de degradación en condiciones próximas a la aplicación real

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Aplicaciones software

De predicción del estado de degradación
De gestión térmica de IGBTs
De caracterización térmica de IGBTs basada en proceso de conmutación
Para la degradación termo-mecánica de IGBTs a través de plataformas HALT (High Accelerated Life Test)