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直接键合铜(DBC)基板底层铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等9人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年4月
本文研究了直接键合铜(DBC)基板底层铜层对功率模块局部放电(PD)性能的影响。通过建立不同布局的DBC样本有限元仿真模型，对比分析了电场分布。结果表明，通过悬浮底层铜层或施加高压的一半电压，可有效优化电场分布，提升功率模块的局部放电性能。
解读: 该研究直接关系到阳光电源核心产品（如组串式/集中式逆变器、PowerTitan/PowerStack储能变流器）中功率模块的绝缘设计与可靠性。随着产品向高功率密度和高电压等级（如1500V系统）发展，DBC基板的局部放电问题成为制约器件寿命的关键。建议研发团队在设计高压功率模块时，参考文中关于底层铜...
直接键合铜基板底部铜层对功率模块局部放电性能的影响
Impacts of the Bottom Copper Layer of Direct-Bond Copper Substrates on the Partial Discharge Performance in Power Modules
Yuan Gao · Kai Yin · Claus Leth Bak · Asger Bjørn Jørgensen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年12月
本文研究了直接键合铜（DBC）基板底部铜层对功率模块局部放电（PD）性能的影响。建立了不同布局的DBC样品有限元仿真模型，并对其电场分布进行了对比分析。结果表明，通过使底部铜层浮空、施加一半的高压，或者部分或完全去除底部铜层，可以显著降低DBC基板三相点处的最大电场。制作了多个DBC样品，并对其局部放电性能进行了实验测试。完全去除底部铜层可使局部放电起始电压（PDIV）提高79%以上。实验结果与仿真分析吻合良好，验证了研究结果。制作了一个采用完全去除底层铜概念的模拟功率模块，并按照IEC 602...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项关于DBC基板底层铜层优化以提升局部放电性能的研究具有重要的战略价值。在光伏逆变器和储能变流器向中高压、大功率方向发展的趋势下，功率模块的绝缘可靠性已成为制约产品性能提升的关键瓶颈。 该研究通过有限元仿真与实验验证相结合，系统分析了底层铜层不同布局方案对电场分布的影响...