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中压SiC变换器关键部件外绝缘设计与光学评估方法

Design and Assessment of External Insulation for Critical Components in a Medium Voltage SiC-Based Converter via Optical Method

作者 Chongxing Zhang · Yue Xu · Ming Dong · Rolando Burgos · Ming Ren · Dushan Boroyevich
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2020年12月
技术分类 功率器件技术
技术标签 SiC器件 功率模块 可靠性分析 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 中压 SiC基变换器 外部绝缘 光学方法 功率密度 无放电设计 关键部件
语言:

中文摘要

针对中压SiC变换器中金属与绝缘体空气界面处的外部放电问题,传统设计往往通过增加绝缘距离来保证安全,但这牺牲了功率密度。本文提出了一种基于光学方法的外部无放电设计策略,通过分析界面关系,在优化功率密度与提升系统可靠性之间取得平衡,为高压电力电子设备的设计提供了新思路。

English Abstract

Exposed metal or insulator to air interfaces widely exists in medium voltage SiC-based converters. To effectively address external insulation along such interfaces, a large insulation distance in the air is applied. However, such insulation tends to significantly impair converter power densities and performances. Targeting the external discharge free design approaches that reflect the relationship...
S

SunView 深度解读

该研究直接服务于阳光电源的高压化趋势。随着公司PowerTitan等大型储能系统及中压组串式逆变器向更高电压等级(如1500V及以上)演进,SiC器件的应用日益广泛,绝缘设计成为提升功率密度和系统可靠性的核心瓶颈。本文提出的光学评估方法可用于阳光电源功率模块的研发测试阶段,帮助工程师在不盲目增加物理间距的前提下,精准优化绝缘结构,从而在保持高功率密度的同时,有效规避局部放电风险,提升产品在极端环境下的长期运行稳定性。