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基于源极直连策略的并联SiC MOSFETs动态均流方法
Dynamic Current Sharing Method for Paralleled SiC MOSFETs Based on Source Direct-Connection Strategy
| 作者 | 陈浩斌 · 闫海东 · 马凯 · 郭清 · 盛况 |
| 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 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 并联 SiC MOSFETs 动态电流不平衡 动态均流方法 源极直连(DSI)多芯片SiC功率模块 陈浩斌 闫海东 马凯 郭清 盛况 电工技术学报 Transactions of China Electrotechnical Society |
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并联SiC MOSFETs是提升大功率电力电子系统电流容量的高效方案，但多芯片模块中易出现动态电流不均。本文提出一种源极直连的动态均流方法，通过电路建模与理论分析揭示电流不平衡机理及均流机制。仿真与实验结果表明，该方法可使并联器件的动态电流差异和开关损耗差异降低超过50%，且在多芯片模块中仍有效。相比传统方法，无需额外元件或DBC布局修改，兼容现有工艺，实现简单、成本低，满足极简封装需求。
并联 SiC MOSFETs 是提高大功率电力电子系统电流容量的经济高效方法.然而,在多芯片功率模块中,容易出现动态电流不平衡现象.该文提出一种在并联SiC MOSFETs芯片之间进行源极直连的动态均流方法.基于电路模型和理论分析,阐明动态电流不平衡机理和动态均流方法的作用机制.仿真和实验均验证了该机理和方法的有效性.研究表明,采用该文提出的动态均流方法后,并联 SiC MOSFETs 的动态电流差异和开关损耗差异降低大于 50%;另外,在具有更多芯片并联的SiC功率模块中验证了该方法的有效性.与传统方法相比,且该方法无需增加额外的大体积元件,也无需改变直接覆铜陶瓷(DBC)基板的布局,实现简单,经济性高.同时,与传统的制程技术兼容性好,且不需要复杂设计或精确计算,能够很好地满足极简封装制程的要求.
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SunView 深度解读
该源极直连均流技术对阳光电源大功率产品线具有重要应用价值。可直接应用于ST2752XP储能变流器、SG350HX光伏逆变器等大功率产品的SiC功率模块设计，优化并联器件的动态电流分配。该方法无需额外器件，与现有DBC工艺兼容，可降低50%以上的动态电流差异和开关损耗差异，有助于提升产品可靠性并降低成本。对阳光电源的MW级储能系统、集装箱式逆变器和大功率充电桩等产品的功率密度提升和散热优化具有重要参考价值。这种极简封装思路也为后续SiC多芯片模块的标准化设计提供了创新方向。