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基于双面布局的低寄生电感SiC功率模块
A Low Parasitic Inductance SiC Power Module Based on Double-Sided Layout
| 作者 | 马浩浩 · 杨媛 · 郭孙毓 · Santiago · Cobreces · 李言 |
| 期刊 | 电工技术学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 40 卷 第 16 期 |
| 技术分类 | 功率器件技术 |
| 技术标签 | SiC器件 功率模块 |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 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 马浩浩 杨媛 郭孙毓 Santiago Cobreces 李言 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society |
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碳化硅（SiC）功率模块因高开关速度对寄生电感敏感，导致电压应力和开关损耗增加。本文提出一种双面布局SiC功率模块结构，通过在DBC基板上对称布置器件与端子，并利用穿孔实现三维电流路径，显著降低寄生电感与体积。仿真表明，相较传统二维键合线封装，寄生电感降低95%；实验验证显示，电压超调减少37%，开关损耗下降14%，动态性能优于商用模块，有效提升电气性能与开关特性。
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.
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SunView 深度解读
该双面布局SiC功率模块技术对阳光电源产品线具有重大应用价值。95%的寄生电感降低可直接优化SG系列高功率密度光伏逆变器和ST系列储能变流器的开关特性,提升系统效率。37%的电压超调降低有助于提高PowerTitan等大功率产品的可靠性。该技术特别适用于新一代1500V系统和车载OBC等对功率密度要求高的场景。通过降低14%的开关损耗,可显著提升产品竞争力。建议在下一代SiC模块设计中采用这种创新布局方案,进一步强化阳光电源在高效率电力电子领域的技术优势。