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基于双面布局的低寄生电感SiC功率模块
1
作者 马浩浩 杨媛 +2 位作者 郭孙毓 Santiago Cobreces 李言 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5092-5105,共14页
碳化硅(SiC)功率模块的高开关速度导致其对寄生电感更加敏感,大的寄生电感使器件承受更大的电气应力,增加开关损耗。为降低模块寄生电感,该文提出一种双面布局SiC功率模块结构。该结构通过在直接覆铜陶瓷基板(DBC)上对称布置功率器件和... 碳化硅(SiC)功率模块的高开关速度导致其对寄生电感更加敏感,大的寄生电感使器件承受更大的电气应力,增加开关损耗。为降低模块寄生电感,该文提出一种双面布局SiC功率模块结构。该结构通过在直接覆铜陶瓷基板(DBC)上对称布置功率器件和功率端子,并利用穿孔实现三维电流流动,显著减少了空间占用和寄生电感,从而提升了模块的整体性能。此外,通过仿真和实验测试对该模块进行了系统分析,仿真结果显示,与传统二维键合线封装相比,双面布局结构将寄生电感降低了95%;实验测试进一步验证了该结构在动态特性方面的优势,与商用模块相比,该模块的电压超调减少了37%,开关损耗降低了14%。这些结果表明,双面布局结构在提高电气性能和优化开关特性方面具有显著优势。 展开更多
关键词 双面布局功率模块 功率模块封装设计 低寄生电感封装 碳化硅功率模块
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多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块反向耦合低感封装方法
2
作者 张彤宇 王来利 +2 位作者 苗昱 裴云庆 甘永梅 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5106-5118,共13页
碳化硅功率器件凭借其优异的性能,成为传统硅器件有力的竞争者。然而,在封装过程中,因键合线以及引出端子等引入的额外寄生电感,致使封装后的碳化硅功率模块会产生较大的开关过冲与振荡,进而难以体现其理论上的优越性。为此,该文提出一... 碳化硅功率器件凭借其优异的性能,成为传统硅器件有力的竞争者。然而,在封装过程中,因键合线以及引出端子等引入的额外寄生电感,致使封装后的碳化硅功率模块会产生较大的开关过冲与振荡,进而难以体现其理论上的优越性。为此,该文提出一种具有极低电感的多芯片整体式Clip互连碳化硅功率模块封装方法,将功率模块内部键合铝线替换成Clip互连,并通过规划陶瓷基板布局,使Clip电流流向与陶瓷基板线路电流相反,利用电流反向耦合效应降低功率模块内部寄生电感。同时,利用电容直连结构消除外部回路寄生电感。经仿真得到的功率模块内部寄生电感为3.8 nH,功率回路电感为5.0 nH。实验测试得到1 200 V/600 A样机功率回路电感为4.53 nH,换流回路总电感5.87 nH,与传统布局功率模块相比电感降低了44.6%。 展开更多
关键词 碳化硅功率模块 寄生电感 整体式Clip互连 反向耦合 换流回路
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基于格子玻尔兹曼方法的功率模块自动布局优化
3
作者 回晓双 宁圃奇 崔健 《电源学报》 北大核心 2025年第1期236-242,共7页
针对在传统的功率模块自动布局优化算法中,方案的电气评估效率低、占用大量计算时间的问题,提出利用格子波尔兹曼方法LBM(lattice Boltzmann method)代替传统评估方法,由于LBM不需要进行多个可逆矩阵的求解,可以更快地进行电气互连合理... 针对在传统的功率模块自动布局优化算法中,方案的电气评估效率低、占用大量计算时间的问题,提出利用格子波尔兹曼方法LBM(lattice Boltzmann method)代替传统评估方法,由于LBM不需要进行多个可逆矩阵的求解,可以更快地进行电气互连合理性判断及电压/电流计算。首先,在基于遗传算法自动布局设计程序的基础上,采用D2Q4格子类型建立二维布局评估方法;然后,通过ANSYS Q3D软件仿真验证了布局方案评估结果的准确性;最后,在Python3.10环境中进行对比测试,结果表明LBM平均缩短了75.4%的方案电气评估总时间,且评估方案中回路数量越多,LBM的计算优势越大。 展开更多
关键词 功率模块 遗传算法 格子波尔兹曼方法 阻抗评估
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车用功率模块液冷板多目标拓扑优化设计研究
4
作者 凌和平 杨家培 +2 位作者 王汉治 刘海军 贺斌 《汽车工程》 北大核心 2025年第2期326-331,共6页
随着电动汽车动力性与集成度的不断提升,电控功率模块热负荷问题日益突出,这对功率模块的热管理技术提出了更高的要求。功率模块液冷板的拓扑优化设计因其高换热量、低压降损失等特点,正在成为实现高热流密度散热的关键技术。为此,本文... 随着电动汽车动力性与集成度的不断提升,电控功率模块热负荷问题日益突出,这对功率模块的热管理技术提出了更高的要求。功率模块液冷板的拓扑优化设计因其高换热量、低压降损失等特点,正在成为实现高热流密度散热的关键技术。为此,本文基于密度拓扑方法,构建了功率模块液冷板流道结构拓扑优化设计模型,通过流动与传热多物理场耦合,对液冷板的流道进行多目标拓扑优化设计。结果表明,基于拓扑优化的液冷板设计呈现出多层级仿生流道结构,该结构显著降低了压降损失,并提高了散热能力。与基准的传统翅片式液冷板结构相比,拓扑优化后的流道结构压降损失降低72.8%,液冷板最高温度降低33.28 K,为车用电控功率模块高性能液冷板提供了新的设计思路。 展开更多
关键词 功率模块 液冷板 多目标 拓扑优化
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EconoDUAL封装、母线电压800V的1200A IGBT功率模块设计与开发 被引量：2
5
作者 回晓双 宁圃奇 +3 位作者 范涛 郭新华 傅金源 黄珂 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期72-77,共6页
提高车规级功率模块的功率密度对电动汽车的性能具有重要意义,而传统功率模块内部采用的二维布局杂散电感大,限制了开关速度与母线电压,影响功率密度的提高。为此,以EconoDUAL封装的IGBT功率模块为对象,使用叠层DBC的方法进行三维布局设... 提高车规级功率模块的功率密度对电动汽车的性能具有重要意义,而传统功率模块内部采用的二维布局杂散电感大,限制了开关速度与母线电压,影响功率密度的提高。为此,以EconoDUAL封装的IGBT功率模块为对象,使用叠层DBC的方法进行三维布局设计,开发出了1200 V/1200 A的IGBT功率模块;详细介绍了所提功率模块的布局结构,与传统二维布局方法相比,杂散电感下降了58%;同时,对功率模块进行电气性能测试,通过了母线电压800 V下脉冲电流为1200 A的双脉冲实验,证明了模块功率密度的提高。为了在提高功率密度的情况下不影响散热性能,功率模块底部使用了水冷PinFin散热器,并对其进行了散热仿真和结-水热阻的测试,结果表明,IGBT热阻为0.084 K/W,二极管热阻为0.124 K/W,与同封装下商用1200 V/900 A模块相比并无明显差异,证明了所提设计方法的正确性及有效性。 展开更多
关键词 功率模块 电动汽车 IGBT功率模块 杂散电感 热阻
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T/R双模微波功率模块技术及其应用 被引量：1
6
作者 李建兵 邱立 +2 位作者 王斌 郭静坤 董雪雨 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期12-17,共6页
微波功率模块(MPM)是真空电子器件和固态电子器件组合而成的一种新型微波功率器件,具有频率高、频带宽、功率大、体积重量小等特点,它使常规行波管的应用变得更加便利和广泛。现代战争向雷达、电子战综合一体化方向发展,这就要求功放既... 微波功率模块(MPM)是真空电子器件和固态电子器件组合而成的一种新型微波功率器件,具有频率高、频带宽、功率大、体积重量小等特点,它使常规行波管的应用变得更加便利和广泛。现代战争向雷达、电子战综合一体化方向发展,这就要求功放既能工作在高峰值功率、低占空比的高模工作方式,也能工作在低峰值功率、准连续波的低模工作方式,针对这一需求,结合电子系统收发共孔径的要求,提出了T/R双模MPM技术。T/R双模MPM技术的核心是T/R双模行波管,基于三端口双向T/R行波管,通过在慢波系统的衰减器附近设置一个耦合口,实现行波管的信号反向接收功能;通过T/R双模行波管设计、双模放大均衡组件、双调制栅极电源等技术实现MPM的双模双向功能。T/R双模MPM应用前景广阔,特别是在基于无人机平台的作战应用中的具有明显优势。 展开更多
关键词 微波功率模块 T/R行波管 收发共孔径 功放 均衡器
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基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究 被引量：2
7
作者 鹿靖 李游 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1078-1088,共11页
随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失... 随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失效的产生原因,分析焊料层和键丝失效的作用机理和表现特征。在研究IGBT通态电压模型的基础上,提出了一种基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳老化模型,实现对焊料层疲劳和键丝疲劳等封装老化问题的综合表征。搭建IGBT功率模块的电-热老化实验测试平台,进行了功率循环老化实验验证,结果表明本文模型可以较为准确地评估IGBT功率模块封装的疲劳老化程度。 展开更多
关键词 IGBT功率模块 封装老化 电-热应力 集-射极饱和电压 失效模型 寿命评估
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一种L波段300W GaN脉冲功率模块
8
作者 董四华 刘英坤 +1 位作者 高永辉 秦龙 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期555-560,共6页
随着第三代半导体GaN器件技术的不断发展,GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在电子系统中逐步得到了广泛应用。研制了一款小型化L波段300 W GaN脉冲功率模块。研发了满足高压脉冲工作条件的GaN HEMT芯片,采用负载牵引技术进行了器件大信号阻... 随着第三代半导体GaN器件技术的不断发展,GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)在电子系统中逐步得到了广泛应用。研制了一款小型化L波段300 W GaN脉冲功率模块。研发了满足高压脉冲工作条件的GaN HEMT芯片,采用负载牵引技术进行了器件大信号阻抗参数提取,并以此为基础设计了小型化匹配网络进行阻抗变换。基于高压驱动芯片和开关器件芯片设计了小型化高压脉冲调制电路。测试结果表明,在工作频率990~1130 MHz、工作电压50 V、脉冲宽度100μs、占空比10%下,功率模块脉冲输出功率大于300 W,功率附加效率大于53%,功率增益大于38 dB。功率模块尺寸为30 mm×30 mm×8 mm。 展开更多
关键词 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT) 负载牵引技术 高压脉冲调制 L波段 功率模块
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高频下功率模块有机硅凝胶封装材料中电树枝生长及自愈特性 被引量：4
9
作者 王健 陈晨 +5 位作者 闫豪生 李志辉 王伟 邹亮 张黎 李庆民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期4134-4144,I0033,共12页
有机硅凝胶因其良好的电、热及机械性能,被广泛应用于多能变换装备中功率模块的封装绝缘,电树枝是由于局部放电而产生的树枝状放电通道,是功率模块封装绝缘系统较为常见的失效形式。基于此,该文搭建高频正弦电压激励下有机硅凝胶中电树... 有机硅凝胶因其良好的电、热及机械性能,被广泛应用于多能变换装备中功率模块的封装绝缘,电树枝是由于局部放电而产生的树枝状放电通道,是功率模块封装绝缘系统较为常见的失效形式。基于此,该文搭建高频正弦电压激励下有机硅凝胶中电树枝生长实验平台,开展不同频率下的电树枝生长实验,探究高频下有机硅凝胶中电树枝的起始及传播机制,分析频率对电树枝特性的影响机理;进一步开展不同温度以及组分配比下的电树枝自愈实验,研究有机硅凝胶中电树枝自愈行为及其影响机制。实验结果表明,随着频率的升高,硅凝胶中电树枝形态将更加复杂,起树电压也会随之下降,18kHz下起树电压较8kHz下降了约17%。分析认为,麦克斯韦应力是导致高频下电树枝起始的主要原因,而有机硅凝胶中电树枝的传播特性也有别于传统固体电介质。针对自愈特性,温度升高有利于电树枝的自愈,但在100℃下将会抑制自愈,分析得到温度通过影响气体状态来影响自愈的不同阶段。同时,组分配比不同也会影响硅凝胶的形态及电树枝特性。 展开更多
关键词 有机硅凝胶 电树枝 自愈特性 功率模块
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智能功率模块驱动的反激式开关电源优化设计 被引量：2
10
作者 高源 陈卓 +1 位作者 郝正航 吴钦木 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第4期1-5,27,共6页
为了实现智能功率模块(IPM)驱动电源的高效化与低成本化,利用反激式变压器的特点,设计了一款应用于IPM驱动的隔离型多路输出反激式开关电源,对控制芯片供电电路转换时电压进行稳定性优化。仿真及实验结果表明,优化后控制芯片供电波形稳... 为了实现智能功率模块(IPM)驱动电源的高效化与低成本化,利用反激式变压器的特点,设计了一款应用于IPM驱动的隔离型多路输出反激式开关电源,对控制芯片供电电路转换时电压进行稳定性优化。仿真及实验结果表明,优化后控制芯片供电波形稳定,反激式开关电源输出在5 ms时达到稳定,误差小于2%,波纹系数小于2%。 展开更多
关键词 开关电源 反激式 智能功率模块 UC3842控制芯片
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车用功率模块热疲劳应力的高精度在线提取方法与实证 被引量：2
11
作者 项恩耀 卢倚平 +3 位作者 罗皓泽 杨欢 王海兵 阮鸥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第22期8991-9002,I0025,共13页
随着车用功率模块的功率密度和电压等级不断提高,热可靠性问题日益突显。其中,温度应力是功率模块老化的主要因素之一。为了评估车用功率模块的热疲劳,需要获取完整的载荷历程,并采用应力循环计数方法进行损伤统计,但该方法难以在电动... 随着车用功率模块的功率密度和电压等级不断提高,热可靠性问题日益突显。其中,温度应力是功率模块老化的主要因素之一。为了评估车用功率模块的热疲劳,需要获取完整的载荷历程,并采用应力循环计数方法进行损伤统计,但该方法难以在电动汽车驾驶过程中实时评估损伤信息,预测性维护存在滞后性。文中基于标准离线雨流计数法进行改进,针对不同材料以及所处不同寿命阶段,设计可变的滤波窗宽对实时结温历程进行筛选和除噪;通过基于“三点双变程”法改进的实时雨流计数算法对有效结温极值点进行高效实时处理,即可实时得到温度应力全循环与半循环数据;通过离散标准化程序对原始热应力计数结果进行聚类存储,满足边缘计算的需要,实现低成本应力循环统计;最后,基于乘用车测试该在线算法在电动汽车实际驾驶路谱下的可行性。实验结果表明,与标准离线计数法相比,累积损伤度误差小于1%。进一步地,讨论温度采样周期对应力计数和损伤计算的影响,表明温度采样周期为500 ms可以兼顾算力与精度,支撑电动汽车的实时可靠性评估。 展开更多
关键词 功率模块 热机应力 雨流计数法 电动汽车
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采用大芯片的高功率密度SiC功率模块设计 被引量：2
12
作者 李东润 宁圃奇 +3 位作者 康玉慧 范涛 雷光寅 史文华 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期93-99,共7页
碳化硅SiC(silicon carbide)器件具备耐高压、低损耗和高热导率等优势,对电动汽车行业发展具有重要意义。提出一种利用大芯片封装的SiC MOSFET功率模块设计,并开展实验分析模块的电气性能;搭建仿真对仅有电特性与电特性和温度负反馈结合... 碳化硅SiC(silicon carbide)器件具备耐高压、低损耗和高热导率等优势,对电动汽车行业发展具有重要意义。提出一种利用大芯片封装的SiC MOSFET功率模块设计,并开展实验分析模块的电气性能;搭建仿真对仅有电特性与电特性和温度负反馈结合这2种情况下模块温度进行对比研究。仿真结果表明,在相同工作条件下,采用大芯片封装设计的SiC MOSFET功率模块导通电流能力更强,温度变化更小,电气性能有所提升。 展开更多
关键词 电动汽车 功率密度 碳化硅芯片 功率模块 封装
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基于流固物理场的电机逆变器功率模块散热结构优化设计 被引量：1
13
作者 李鑫 曾潇 +4 位作者 万佳利 郑亮 向友余 马运好 费凌 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期388-395,共8页
散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分... 散热设计在电机逆变器功率模块研制过程中至关重要,温升是影响逆变器功率模块散热的关键因素。为了探究其温升特性,建立了一种基于流固物理场的电机逆变器功率模块结构模型,采用有限元分析法对功率模块的3D温度场和流体场进行了计算,分析了功率模块内部温度场及湍流流线的分布情况。在此基础上,进一步分析了导热胶脂参数、环境温度、风扇面积及格栅面积对功率模块温升的影响,得到一种优化后的功率模块流固物理场结构模型。结果表明,考虑空气流场的流固物理场模型能分析电机逆变器功率模块内部的温度,也可确定影响其温升的关键性因素。经优化后,在环境温度为20℃和125℃下,该模型能分别有效降低电机逆变器功率模块23.1%和10.01%的温度。该研究为电机逆变器功率模块的封装热设计提供了参考,同时为功率模块结温的在线估算提供了依据。 展开更多
关键词 电机逆变器功率模块 流固物理场 结温 结构优化 封装热设计
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SiC功率模块引线键合参数优化与可靠性分析 被引量：1
14
作者 李乐洲 兰欣 +1 位作者 何志伟 程勇 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期190-198,共9页
在汽车电力电子器件开发技术中,功率模块正朝着小型化和高功率密度方向发展,而汽车动力装置的高频通断操作会增加键合线的疲劳失效风险。为了提高键合强度及可靠性,首先从键合原理角度出发,揭示键合参数在不同阶段的作用机理,利用单因... 在汽车电力电子器件开发技术中,功率模块正朝着小型化和高功率密度方向发展,而汽车动力装置的高频通断操作会增加键合线的疲劳失效风险。为了提高键合强度及可靠性,首先从键合原理角度出发,揭示键合参数在不同阶段的作用机理,利用单因素实验得到各参数的优化区间;然后通过数值计算与老化实验相结合的方法系统性研究了键合线材料对键合可靠性的影响。结果显示,Cu键合线的最高温度、最大等效应力均高于Al键合线,但受材料属性影响,Cu键合线的最大塑性应变仅为Al键合线的1/2,根据功率循环实验,其寿命约为Al键合线的4倍,并且Cu线键合质量分散性大,单根键合线脱落引起监测信号阶段性跃升的现象可以成为日常工作中的失效预警信号。 展开更多
关键词 功率模块 键合参数 寿命预测 功率循环
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基于3D封装的低感双向开关SiC功率模块研究 被引量：1
15
作者 王思媛 梁钰茜 +3 位作者 孙鹏 邹铭锐 龚佳坤 曾正 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期87-92,共6页
双向开关在固态断路器、光伏逆变器等领域具有不可替代的作用,而低损耗、高开关频率的双向开关SiC功率模块得到了越来越多的关注。然而,现有双向开关SiC功率模块仍然沿用传统Si功率模块的封装方法,难以适应SiC器件的高速开关优势。针对... 双向开关在固态断路器、光伏逆变器等领域具有不可替代的作用,而低损耗、高开关频率的双向开关SiC功率模块得到了越来越多的关注。然而,现有双向开关SiC功率模块仍然沿用传统Si功率模块的封装方法,难以适应SiC器件的高速开关优势。针对双向开关SiC功率模块的低感封装需求,提出一种芯片堆叠的3D封装集成方法。给出了3D封装的电路拓扑和几何结构,分析3D封装的换流回路和寄生电感规律,设计3D封装的技术工艺,并研制了双向开关SiC功率模块样机。采用双脉冲测试的实验结果验证了所提3D封装双向开关SiC功率模块的可行性和有效性。 展开更多
关键词 双向开关 SiC功率模块 低寄生电感 3D封装
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基于神经网络的双面散热功率模块本构热阻建模与表征
16
作者 梁钰茜 孙鹏 +2 位作者 牛富丽 梁森浩 曾正 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期6095-6109,I0022,共16页
双面散热(double-sided cooling,DSC)功率模块的结-壳热阻,是其电热设计、状态监测与失效分析的关键性能指标。然而,现有的结-壳热阻模型及其测试标准,仅针对单通道传热的功率模块,难以匹配多通道传热的DSC功率模块,无法识别DSC功率模... 双面散热(double-sided cooling,DSC)功率模块的结-壳热阻,是其电热设计、状态监测与失效分析的关键性能指标。然而,现有的结-壳热阻模型及其测试标准,仅针对单通道传热的功率模块,难以匹配多通道传热的DSC功率模块,无法识别DSC功率模块的本构热阻信息。首先提出DSC功率模块的本构热阻模型,阐释DSC功率模块本构热阻的物理意义,分析重构单通道传热本构热阻的可行性和唯一性;其次,评估所提本构热阻与传统测试热阻的本质差异。基于商业化DSC功率模块,采用多物理场分析方法,构建DSC功率模块的热阻数据库;然后,基于神经网络学习方法和所构建的数据库,建立DSC功率模块的本构热阻模型,并通过大量训练数据和测试数据的交叉验证及多款DSC功率模块的实测结果,验证神经网络重构本构热阻的泛化能力和兼容能力,为多通道散热功率模块的热阻建模与表征,提供新的研究思路和技术途径。 展开更多
关键词 功率模块 双面散热 本构热阻 多物理场分析 神经网络
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高dV/dt方波电压下高压功率模块封装绝缘局部放电特性研究
17
作者 丁毅 王亚林 +1 位作者 陈萌 尹毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期9884-9896,I0031,共14页
高dV/dt方波下封装绝缘发生的局部放电(简称“局放”)是高压功率模块失效的重要原因之一,然而方波上升下降沿产生的电磁干扰和位移电流严重干扰局放的检测,且现行功率模块局放检测标准规定的正弦电压与方波下测试结果存在差异。为解决... 高dV/dt方波下封装绝缘发生的局部放电(简称“局放”)是高压功率模块失效的重要原因之一,然而方波上升下降沿产生的电磁干扰和位移电流严重干扰局放的检测,且现行功率模块局放检测标准规定的正弦电压与方波下测试结果存在差异。为解决上述问题,该文提出基于下混频原理的高dV/dt方波电压下局放检测方法,探究不同频率单极性高dV/dt方波和工频正弦电压下封装绝缘的局放特性,并对封装绝缘固—固结构建模,考虑复合绝缘的电荷弛豫,进行动态电场分布仿真计算。结果表明,由于界面电荷弛豫造成的局部电场差异,单极性方波下,封装绝缘的局放起始电压(partial discharge inception voltage,PDIV)高于正弦电压下,且方波下PDIV随频率升高略有增加。外施电压幅值相同时,方波下局放平均幅值高于正弦电压下。随频率升高,单极性方波上升沿处局放幅值分布相近,而下降沿处局放平均幅值降低,相位呈现滞后趋势。该研究分析高dV/dt方波下封装绝缘的局放特点及其与正弦电压下的差异,可为功率模块可靠性检测和评估提供一定参考。 展开更多
关键词 高dV/dt方波 功率模块 封装绝缘 局部放电 电场动态仿真
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考虑热不平衡特征的MMC功率模块寿命预测
18
作者 郑荣亮 王有元 +3 位作者 刘黎 俞恩科 龙仕 侯锦鸿 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期368-375,共8页
准确快速计算模块化多电平换流器(MMC)功率器件的结温波动是进行寿命预测和可靠性研究的关键。在长时间的任务剖面下,基频结温波动对MMC功率模块寿命预测的影响不容忽视。由于MMC桥臂电流的直流偏置特性,使得功率模块内部具有热不平衡... 准确快速计算模块化多电平换流器(MMC)功率器件的结温波动是进行寿命预测和可靠性研究的关键。在长时间的任务剖面下,基频结温波动对MMC功率模块寿命预测的影响不容忽视。由于MMC桥臂电流的直流偏置特性,使得功率模块内部具有热不平衡特征。提出一种考虑热不平衡特征的MMC功率模块寿命预测方法。首先,分析MMC子模块功率器件的热不平衡特征,提出考虑电热耦合的功率器件低频热循环提取方法,考虑器件损耗热不平衡特征,提出基频结温波动的快速迭代求解方法;然后,利用Bayerer模型和Miner理论所建立的热循环与器件损伤之间的联系,实现MMC系统功率模块的寿命预测。最后,利用算例对所提方法进行验证和分析。 展开更多
关键词 功率变换器 热循环 结温 模块化电平换流器 功率模块 寿命预测
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高可靠性真空微波功率模块保护电路
19
作者 吴江力 高文雷 +2 位作者 刘期辉 刘银川 魏义学 《现代电子技术》 北大核心 2024年第12期31-36,共6页
文中设计一种高可靠性高压电源保护电路,适配于真空微波功率模块。首先利用PSpice仿真软件进行电路仿真,简化电路设计,优化电路参数;然后与行波管构成一个测试系统,并设计一个电路板进行实际测试,利用示波器等仪器来验证保护电路的有效... 文中设计一种高可靠性高压电源保护电路,适配于真空微波功率模块。首先利用PSpice仿真软件进行电路仿真,简化电路设计,优化电路参数;然后与行波管构成一个测试系统,并设计一个电路板进行实际测试,利用示波器等仪器来验证保护电路的有效性。针对长时间高强度的工作状态,电路设计包含母线电流过流保护电路、螺旋线电流过流保护电路、断电保护电路。在模块工作出现异常时,可以及时有效地关闭模块,防止元器件受到损害。仿真结果表明,所设计保护电路提高了微波功率模块的可靠性,降低了研制成本,延长了使用寿命。 展开更多
关键词 高可靠性 真空微波 微波功率模块 电源保护电路 PSPICE仿真 行波管
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SiC、Si、混合功率模块封装对比评估与失效分析 被引量：16
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作者 李晓玲 曾正 +3 位作者 陈昊 邵伟华 胡博容 冉立 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期4823-4835,共13页
随着SiC器件在新能源发电、电动汽车等领域的快速发展,对定制化、高可靠SiC功率模块的需求日益迫切。然而,现有SiC功率模块大多沿用Si模块的封装技术,存在寄生电感大等问题,无法适应SiC器件的高速开关能力,难以充分发挥SiC器件的优越性... 随着SiC器件在新能源发电、电动汽车等领域的快速发展,对定制化、高可靠SiC功率模块的需求日益迫切。然而,现有SiC功率模块大多沿用Si模块的封装技术,存在寄生电感大等问题,无法适应SiC器件的高速开关能力,难以充分发挥SiC器件的优越性能。该文梳理了功率模块的材料选型准则,以及封装工艺方法,给出了自主封装功率模块的测试流程。针对全Si、混合、全SiC功率模块,基于相同的封装技术和测试方法,对比研究了3种功率模块的动态性能和温敏特性,为不同应用需求下的器件选型提供参考。针对全SiC半桥功率模块,提出了开关损耗的数学模型,并利用实验结果验证了其有效性。此外,结合功率模块的大量故障案例建立了数学模型,分析封装失效的机理,为下一代SiC功率模块的封装集成研究提供了有益的经验和思路。 展开更多
关键词 SiC功率模块 Si功率模块 混合功率模块 封装集成方法 失效模式分析
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