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基于场路耦合的SiC MOSFET电热耦合建模及其在浪涌结温计算中的应用

Electrical-Thermal Coupling Modeling of SiC MOSFETs Based on Field-Circuit Coupling and Its Application in Junction Temperature Calculation During Surges

作者 Yao Zhao · Zhiqiang Wang · Jinjun Wang · Yingbo Tang · Bing Ji · Cuili Chen · Guofeng Li
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2025年2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 热仿真
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 SiC MOSFET 电热耦合 场路耦合 结温 浪涌可靠性 非均匀温度分布
语言:

中文摘要

芯片温度对于评估SiC MOSFET的浪涌可靠性至关重要。与常规工况下依赖虚拟结温不同,评估浪涌条件下芯片内部的非均匀温度分布对于提升器件鲁棒性和现场可靠性至关重要。本文提出了一种基于场路耦合的SiC MOSFET电热耦合建模新方法,用于精确计算浪涌过程中的结温分布。

English Abstract

Chip temperature is crucial for assessing the surge reliability of silicon carbide metal-oxide-semiconductor-field-effect transistors (SiC mosfets). Unlike conventional reliance on virtual junction temperature in normal conditions, evaluating the non-uniform temperature distribution across the chip under surge conditions is essential for robustness and field reliability. This paper proposes a nove...
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SunView 深度解读

该研究直接服务于阳光电源核心产品线(如组串式逆变器、PowerTitan储能系统及风电变流器)中SiC器件的选型与可靠性设计。随着公司产品向高功率密度、高效率演进,SiC器件在极端浪涌工况下的热应力分析成为提升系统鲁棒性的关键。该电热耦合建模方法可应用于研发阶段的功率模块仿真,优化散热设计与驱动保护策略,有效降低现场故障率,对提升阳光电源在复杂电网环境下的产品可靠性具有重要指导意义。