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不同频率脉冲电压和温度作用下环氧树脂电树枝生长机制的差异性
Differences in Electrical Treeing Mechanisms of Epoxy Resin under Various Frequency Impulse Voltages and Temperature Conditions
张云霄 · 林温馨 · 周远翔 · 刘育豪 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年7月 · Vol.45
电力电子封装绝缘面临高频脉宽调制电压与高温运行环境的双重挑战，其绝缘劣化机制亟需深入探究。本文通过电树枝老化试验与理化分析，研究高温高频方波脉冲下环氧树脂的电树枝生长特性。结果表明，电树枝生长速率随频率升高呈非单调变化，与空间电荷行为及树枝通道碳化程度密切相关。在不同温度与频率耦合作用下，其生长机制存在显著差异：低频时升温使电树枝由枝状转为丛状，生长速率降低；中高频下则显著加快，并在高温高频协同作用下形成大面积气泡状碳化区域。研究结果为高频高温条件下电力电子封装绝缘的设计与状态评估提供了理论依据...
解读: 该研究对阳光电源的功率器件封装和高频变换技术具有重要指导意义。研究发现的高频PWM与高温耦合下环氧树脂绝缘劣化机理，直接关系到SG系列高功率密度光伏逆变器、ST系列储能变流器和车载OBC等产品的可靠性。特别是在采用SiC/GaN器件、提升开关频率的趋势下，封装绝缘材料在高温高频条件下的性能至关重要。...
环氧树脂对双面散热IGBT模块功率循环寿命影响分析
Influence of Epoxy Resin on Power Cycling Lifetime of Double-Sided Cooled IGBT Modules
刘鹏 · 周望君 · 邓二平 · 陆金辉 等7人 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45
双面散热绝缘栅双极性晶体管（IGBT）模块因热阻低、功率密度高和寄生电感小等优势，已成为电动汽车功率器件的主流选择，其封装可靠性备受关注。尽管已有大量针对模块材料的功率循环研究，但环氧树脂作为与芯片及三层焊料直接接触的材料，其对模块寿命的影响尚不明确。本文通过对比含环氧树脂与无环氧树脂模块在相同条件下的功率循环试验，发现环氧树脂可延长焊料层寿命，提升模块整体功率循环能力，但可能引发芯片失效。结合试验前后超声扫描与仿真分析，揭示了环氧树脂的作用机理，为双面散热IGBT模块的设计与制造提供了参考依据...
解读: 该研究对阳光电源功率器件封装可靠性提升具有重要价值。双面散热IGBT模块已广泛应用于ST系列储能变流器、SG大功率光伏逆变器及电动汽车驱动系统中，环氧树脂对焊料层寿命的延长机理可直接指导功率模块封装设计优化。研究揭示的环氧树脂应力缓冲作用可改善PowerTitan等大型储能系统中IGBT模块的功率循...
高频脉冲电应力下环氧树脂的局部放电特性
Partial Discharge Characteristics of Epoxy Resin Under High-Frequency Pulse Electrical Stress
Jun Jiang · Dezhi Cui · Jinfeng Liu · Beibei Chen 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年1月
宽禁带（WBG）半导体器件的应用显著提升了中压电力电子变压器（PET）的功率密度与效率。然而，其带来的高频及高dv/dt电应力使绝缘系统面临严峻挑战，缺陷诱发的局部放电（PD）现象更为严重，直接影响设备的长效运行可靠性。
解读: 随着阳光电源在组串式逆变器及PowerTitan等储能系统中大规模应用SiC等宽禁带器件，高频化与高dv/dt带来的绝缘老化问题日益凸显。本文研究的局部放电特性对于优化高压功率模块的封装绝缘设计、提升系统在极端工况下的长效可靠性具有重要指导意义。建议研发团队在后续高压储能变流器（PCS）及中压光伏逆...
使用等径圆柱电极在高频变压器方波电压下DMD纸和环氧树脂的击穿特性
Breakdown Characteristics of DMD Paper and Epoxy Resin Under the Square Waveform Voltage of High-Frequency Transformers Using Equal-Diameter Cylindrical Electrodes
Yongliang Dang · Lingyu Zhu · Fengshuo Liu · Simeng Li 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年10月
高频变压器（HFT）在方波电压下的绝缘击穿特性是其绝缘设计的核心。目前设计多参考工频交流或直流电压标准，缺乏针对高频方波的深入研究。本文通过实验分析了DMD纸和环氧树脂在高频方波下的击穿规律，为提升高频电力电子设备的绝缘可靠性提供了理论依据。
解读: 该研究对阳光电源的高频电力电子产品（如组串式逆变器中的高频隔离环节、储能变流器PCS中的DC-DC变换器）具有重要参考价值。随着功率密度提升，高频化成为趋势，方波电压下的绝缘老化机制与工频显著不同。建议研发团队将此击穿特性模型引入高频变压器及功率模块的绝缘设计流程，优化绝缘材料选型与布局，从而提升P...