Reliability Assessment and Thermal Consideration of a Step-down DC/DC Converter

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
Reliability consideration is always important among the manufacturers of power modules and converters. Before using of power electronic converters into the related application, it is necessary to predict its reliability over time. In the meanwhile, the power loss and heat generated within the power semiconductors play a key role in the lifespan of the whole system. In this paper, a method for assessing the reliability of a step-down DC-DC converter is employed based on the thermal modeling of power semiconductors. As is evident from the used reliability approach, the junction temperature of power semiconductors – diodes and insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) – is the most influential factor on the lifetime of power converters. Therefore, the simultaneous influence of switching frequency and duty cycle is analyzed at the same time as a factor for evaluating reliability. A cut-off of 150°C is considered for the maximum allowable junction temperature for the examined IGBT power module. The results show that a failure can be expected after 46,000 hours of operation of the considered power converter. Additionally, 3D curves are presented to illustrate the influence of duty cycle and switching frequency on the reliability of circuit’s components and the overall system. The obtained results confirmed that an increase in switching frequency from 1 kHz to 10 kHz can decrease the circuit’s lifetime almost 22%.
Language:
English
Published:
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:2 Issue: 3, Summer 2019
Pages:
247 to 256
magiran.com/p1972416  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!