找到 5 条结果 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics
集成式液冷碳化硅功率模块多物理场建模研究
Comprehensive Multiphysics Modeling of Integrated Liquid-Cooled SiC Power Modules
Chenda Zhang · Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zan Wu 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年12月 · Vol.14
本文建立了集成液冷SiC功率模块的多物理场耦合模型，并通过热实验验证（误差<4%），提升了电-热耦合、非等温流体及热膨胀模拟可靠性；揭示了2 MHz高频下DBC铜层涡流损耗达48.5 W，致芯片结温升高4.3°C，且涡流损耗随频率呈先增后减趋势。
解读: 该研究直接支撑阳光电源组串式逆变器（如SG225HX）、ST系列储能PCS及PowerTitan系统中高功率密度SiC功率模块的热设计与高频电磁优化。液冷+嵌入式散热结构可提升ST 3.0/PowerTitan在高过载工况下的可靠性；涡流与结温量化模型有助于优化PCB布局与DBC层设计，降低SiC器...
无基板功率半导体封装的可回收性潜力
Substrate-Less Power Semiconductor Packaging for the Potential of Recyclability
Jinxiao Wei · Jinpeng Cheng · Yuxiang Chen · Li Ran 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年2月
功率电子领域正致力于提升可回收性。功率半导体器件与模块制造能耗高、材料成本大，但使用寿命有限。本文探索一种有望提高其可回收性的封装结构，聚焦无基板设计中的散热与电气绝缘问题。采用定制三分段热管替代难回收的陶瓷覆铜（DBC）或活性金属钎焊（AMB）基板，并假设以可回收聚醚酰亚胺（PEI）封装替代常规热固性塑料外壳与硅凝胶。提出设计流程，匹配热管性能与器件热耗散及绝缘需求。结果显示，结至散热器热阻显著低于传统基板，且通过比较不同工质的绝缘强度，确定了可行的绝缘方案。
解读: 该无基板功率半导体封装技术对阳光电源功率器件应用具有重要价值。在ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器中，功率模块占据成本和能耗的显著比例，采用热管替代DBC/AMB基板可显著降低结至散热器热阻，提升SiC/GaN器件的散热性能，支撑更高功率密度设计。可回收PEI封装材料符合储能系统全生命周期绿色化...
一种适用于中点电压不平衡的低开关数量三电平逆变器的直流链电流纹波抑制方法
DC-Link Current Ripple Reduction Method for the Reduced Switch Count Three-Level Inverter With Unbalanced Neutral-Point Voltages
Zhiyuan Chu · Changwei Qin · Xiaoyan Li · Lei Yang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年1月
针对低开关数量三电平逆变器在传统空间矢量调制下直流链电流纹波大、影响电容可靠性的缺点，提出一种适用于中点电压平衡与不平衡工况的直流链电流纹波抑制方法。通过分析占空比分布因子范围并结合输出电流幅值，优化区域划分策略，降低占空比计算复杂度；设计无差拍控制实现电容电压的精确快速独立调控，并合理安排开关序列。仿真与实验验证了该方法的有效性，在高低调制指数下直流链电流纹波分别减少四分之一和五分之二，同时保持良好的输出电流质量。
解读: 该直流链电流纹波抑制技术对阳光电源ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器具有重要应用价值。通过优化SVPWM调制策略和无差拍中点电压控制，可将直流侧电流纹波降低25%-40%，直接提升PowerTitan储能系统中直流母线电容的使用寿命和可靠性。该方法在低开关数量拓扑下实现中点电压精确调控，为阳光电...
一种用于大电流低电压牵引逆变器应用的并联封装高性能氮化镓功率模块
A High-Performance GaN Power Module With Parallel Packaging for High-Current and Low-Voltage Traction Inverter Applications
Manh Tuan Tran · Dai Duong Tran · Kritika Deepak · Gamze Egin Martin 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年10月
氮化镓（GaN）功率半导体被视为下一代高功率牵引逆变器的有前景替代方案，适用于高低压应用场景。为满足数百安培峰值电流需求，并联多个GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）芯片成为提升功率容量与降低损耗的关键设计路径。然而，并联封装结构在动态与静态电流均衡、抗高dv/dt与di/dt干扰能力、栅极驱动可靠性及热管理等方面面临挑战。本文提出一种紧凑型100 V/360 A GaN功率模块，专为绝缘金属基板（IMS）或直接键合铜（DBC）封装设计，具备优异的电气性能、散热能力、低机械应力及成本优势。通过4...
解读: 该GaN并联封装技术对阳光电源低压大电流产品线具有重要应用价值。针对48V储能系统、车载OBC充电机及充电桩等低压大电流场景，文章提出的100V/360A模块设计可直接应用于ST系列储能变流器的DC-DC变换级和新能源汽车产品。其IMS/DBC封装方案解决了并联GaN器件的电流均衡与热管理难题，相比...
电热应力下宽禁带功率半导体模块封装绝缘特性
WBG Power Semiconductor Module Packaging Insulation Characteristics Under Electrothermal Stress
Wei Liu · Jun Jiang · Yue Wang · Junzhe Zhang 等6人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年11月
随着功率密度提升，新一代宽禁带功率半导体模块向更高电压发展，但其封装绝缘可靠性面临高温密闭环境下的绝缘老化挑战。本文构建了包含直接键合铜基板与硅凝胶的简化模块测试模型，通过25°C–175°C温度范围及不同蚀刻间距下的局部放电试验，系统研究温度对绝缘劣化机制的影响。结果表明，局部放电起始电压随温度升高显著下降，且在75°C以上呈上升趋势；放电幅值先增后减。硅凝胶内微小气隙缺陷的热膨胀是影响绝缘性能的关键因素。通过建立比例气隙缺陷模型，仿真分析了电热耦合作用下的电场与空间电荷分布，验证了绝缘缺陷机...
解读: 该研究对阳光电源SiC/GaN宽禁带器件应用具有重要指导意义。ST系列储能变流器和SG系列光伏逆变器在高功率密度设计中广泛采用SiC模块，工作温度可达150°C以上，封装绝缘可靠性直接影响系统寿命。研究揭示的硅凝胶微气隙热膨胀机制为功率模块封装设计提供理论依据，可优化DBC基板蚀刻间距设计和灌封工艺...