电力电子技术杂志 北大期刊 统计源期刊

封装技术对功率半导体模块性能的影响

作者：景巍; 张浩 刊期：2018年第08期

不同封装技术对功率半导体模块的电气性能、散热性能和可靠性有不同的影响。分析了模块寄生电感对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开关特性和开关损耗的影响,结合优化的门极开通和关断电阻,将模块的寄生电感从20 nH降低至10 nH可以使IGBT的开关损耗减小20%～30%。通过热阻的方法分析了IGBT模块散热系统中不同材料对IGBT散热的影响,其中导热硅脂和模...

Advanced Power Module Packaging and Integration Structures for High Frequency Power Conversion：From Silicon to GaN

作者：Fang; LUO; Lin; LIANG; David; Huitink; Silke; Spiesshoefer 刊期：2018年第08期

应用于第7代IGBT模块的SLC封装技术

作者：马先奎; 张兴; 宋高升 刊期：2018年第08期

目前电力电子变换系统对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块的电气性能和寿命提出了越来越高的要求。而应用于三菱电机第7代T系列IGBT模块的固化灌封封装（SLC）技术就是为了满足这一需求而开发的。采用SLC技术后,模块内部的杂散电感能够得到大幅减小。相应的,模块在关断时的电压应力能够降低。更重要的是,通过优化模块内部各种材料的热膨胀系数,并...

基于极低寄生参数SiC模块的传导EMI噪声抑制

作者：李宇雄; 陈材; 康勇 刊期：2018年第08期

为减小碳化硅（SiC）器件的高频电磁干扰（EMI）,提出一种具有低寄生电感和对地电容的混合封装结构SiC功率模块来抑制传导EMI。构建了两个具有同样功率回路和驱动电路的Buck变换器进行实验验证。两个变换器分别采用所提功率模块和TO-247封装的商用器件。实验证明低寄生电感可大幅增加开关速率但对EMI影响甚微;而低对地电容能有效减小地面电流。...

计及杂散电感的多芯片IGBT模块损耗计算

作者：李辉; 龙海洋; 白鹏飞; 郑媚媚 刊期：2018年第08期

针对绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块封装杂散参数影响内部多芯片并联电流和损耗分布的问题,提出计及杂散电感影响的IGBT模块内部开关损耗计算方法。首先,基于功率模块内部封装结构建立了计及封装杂散电感影响的IGBT等效电路模型,理论推导和分析封装杂散电感对IGBT动态特性的影响。其次,基于开通折线模型中并联芯片间电流变化率与损耗分布对应关...

SiC MOSFET开关损耗模型

作者：董泽政; 吴新科; 盛况 刊期：2018年第08期

相比于硅（Si）功率器件,碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）具有耐高温、耐高压、低导通电阻、快速开关等优势,能够极大提升开关速度、减小损耗。传统封装所引入的寄生电感（特别是共源极寄生电感）及SiC MOSFET自身特性参数的非线性现象对于SiC器件的损耗有待进一步评估。针对上述问题提出一种SiC MOSFET的开关损耗模型,并...

压接型IGBT的接触热阻模型优化与热特性研究

作者：董国忠; 窦泽春; 刘国友; 陆金辉 刊期：2018年第08期

压接型绝缘栅双极型晶体管（IGBT）内部存在多层接触界面,为研究界面间接触热阻对器件整体热特性的影响,建立了考虑接触热阻的压接型IGBT热仿真模型。通过建立压接型IGBT器件结构场模型计算器件内各接触层的接触压力分布,使用Bahrami塑性接触热阻模型计算微接触热导;通过测量不同流速时器件结到环境的瞬态热阻抗曲线,验证了热仿真模型;并以该模...

压接型IGBT器件绝缘研究：问题与方法

作者：付鹏宇; 赵志斌; 崔翔 刊期：2018年第08期

按绝缘失效模式,将压接型绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的绝缘问题分为漏电和放电问题。借鉴电力电子学科研究范式,提出从绝缘测试、物理分析和可靠设计3个维度进行压接型IGBT器件绝缘研究的方法。同时,分别从这3个维度对压接型IGBT器件绝缘研究现状进行分析。最后,根据绝缘测试要求和物理分析参数,给出压接型IGBT器件绝缘优值,为压接型IGBT器件绝...

基于遗传算法的电机控制器布局与优化设计

作者：曹瀚; 宁圃奇; 温旭辉; 李磊 刊期：2018年第08期

提出了一种基于遗传算法的电机控制器自动布局与优化设计方案,建立了各个元件之间的空间位置关系模型和物理外形模型,并通过评估函数对优化结果进行评估。通过Matlab平台进行仿真,并与部分穷举法产生的帕累托前沿进行对比,突出了控制器自动布局方案的快速性和合理性,为车用电机控制器的优化设计提供了新的思路。

高功率密度宽增益CLLC谐振变换器的设计研究

作者：贾海洋; 黄杨涛; 王来利; 杨旭 刊期：2018年第08期

设计了一种用于给蓄电池充放电的1 kW CLLC双向谐振变换器,该变换器高压侧为400 V母线,低压侧为蓄电池组,电压变换范围为35～50V。通过采用氮化镓器件和优化设计整个电路,该变换器的谐振频率为500 kHz,功率密度达到6.9 W/cm3,最高效率达到96.24%。同时,为进一步提高该变换器调压范围,提出一种将移相调制与频率调制相结合的调制策略,该策略解决了...

大功率变流器热设计的多目标优化研究

作者：米高祥; 郭勇; 李旭; 刘为群 刊期：2018年第08期

通过对现有大功率变流器热设计的散热需求、系统成本、散热效率、系统寿命优化等设计方案的多目标综合优化进行研究,提出一种实现多目标优化的大功率变流器热设计方案。从热源功耗计算、散热方案设计、热仿真分析、试验验证等几个方面对方案进行详细介绍,最后通过试验验证了设计方案的准确性。

基于系统级扇出封装热管理仿真分析

作者：苏梅英; 高溶唯; 李君; 曹立强 刊期：2018年第08期

扇出型封装作为当下先进的封装技术,受到各大封测企业的追捧及相关科研人员的关注。扇出封装工艺技术近几年已得到大力发展,但针对扇出型封装散热性能的研究报道却较少。针对射频系统的扇出封装结构,运用数值仿真软件icepak对封装结构建立相应的实体模型,分析结构中的塑封料（EMC）厚度、热源芯片厚度、焊球布局、散热孔等各参数对系统热性能影...

大功率变流装置IGBT模块冷却性能分析研究

作者：王雷; 杨璐; 李守蓉 刊期：2018年第08期

对某大功率电力机车绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块损耗和壳温进行计算,并利用FloEFD仿真软件对IGBT进行散热仿真分析,最后通过试验对实际工况中IGBT壳温进行测试推算。IGBT壳温的计算值、仿真值及测试值接近,证明了IGBT模块冷却设计方法的可行性、准确性,并利用该冷却设计方法对6 500 V/750 A IGBT（FZ750R65KE3）载流能力进行分析,得出该型号...

基于状态观测器的电解电容在线状态监测方法

作者：孟金磊; 陈旭 刊期：2018年第08期

基于状态观测器原理,提出了一种用于电解电容的在线状态监测方法。该方法可以在线估测电解电容中电容和等效串联电阻（ESR）的值,而无需将电解电容从应用系统中拆解出来。该方法在应用时,无需额外增加硬件,即可达到很高的估测精度。由该方法估测得到的电容和等效串联电阻值,可以用于预测电解电容的剩余有效寿命,为提前检修提供合理的时间安排。...

IGBT功率模块加速功率循环试验的研究

作者：蒋多晖; 张斌; 郭清 刊期：2018年第08期

在此设计了绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块加速功率循环试验电路,通过结温差60 K,80 K和100 K的3次加速功率循环试验,发现铝键合线的翘起、脱离或熔断是加速功率循环试验中IGBT模块失效的主要形式。加速功率循环试验的失效周期数能较好符合经典的寿命预测模型,这说明通过提高结温差来进行加速功率循环试验可大大缩短试验时间,从而提高IGBT模块...