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用于高温碳化硅功率器件的薄膜封装解决方案
Thin-Film Encapsulation Solution for High-Temperature SiC Power Devices
Rong Zhang · Zexin Liu · Kangyong Li · Li Fang 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2025年3月
像碳化硅（SiC）这样的宽带隙半导体能够在250°C以上的温度下工作。然而，目前的封装材料无法在175°C以上的温度下工作，这使得碳化硅器件的高温（≥250°C）封装仍然是一项挑战。本文介绍了一种创新的碳化硅功率器件高温封装方案，该方案采用了多层聚对二甲苯HT/Al₂O₃复合薄膜（MPACF）。通过采用交叉堆叠的有机聚对二甲苯HT和无机Al₂O₃多层结构，阻断了外部水分和氧气在高温下到达碳化硅芯片的路径，降低了水分/氧气接触的风险，并避免了与传统有机封装材料相关的热氧化过程。在用硅烷偶联剂进一步...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项SiC功率器件高温薄膜封装技术具有重要的战略价值。当前我们的光伏逆变器和储能变流器产品大量采用SiC功率器件以提升效率和功率密度，但传统封装材料175°C的温度限制严重制约了SiC器件在250°C以上高温环境的性能发挥，这在高功率密度设计和极端气候条件下尤为突出。 该...
面向芯片级热流密度超过1000 W/cm²的高功率密度碳化硅功率模块的集成热管理
Integrated Thermal Management for a High-Power-Density Silicon Carbide Power Module With Die-Level Heat Flux Over 1000 W/cm²
Weiyu Tang · Xiangbo Huang · Zhixin Chen · Kuang Sheng 等5人 · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2024年12月
随着碳化硅（SiC）器件持续微型化，芯片级热流密度已达1 kW/cm²，高效的热管理对功率电子器件的载流能力与可靠性至关重要。本文提出一种集冷却策略，结合低热阻封装（纳米银烧结直连散热器）与集成对流冷却结构（歧管微通道，MMCs）。经数值优化后制备三种SiC模块原型，最终设计在2.16 L/min流量下实现9.85 mm²·kW⁻¹的超低热阻，成功散出超过1000 W/cm²热流密度（总功耗1500 W），体积紧凑（约30 cm³）。相比传统液冷模块，微通道冷却热阻和泵功分别降低80%和83%。...
解读: 该集成热管理技术对阳光电源高功率密度产品具有重要应用价值。针对ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统，纳米银烧结+歧管微通道方案可将SiC模块热阻降低80%，支撑更高开关频率和电流密度，有效提升系统功率密度和可靠性。对于SG系列1500V光伏逆变器，该技术可在紧凑空间内实现超1000 ...
一种低压驱动的级联半桥模块化脉冲发生器用于肿瘤治疗电场癌症疗法
A Low-Voltage-Driven Cascaded Half-Bridge Modular Pulse Generator for Tumour Treating Fields Cancer Therapy
Mahmoud A. Alshahat · Mohamed A. Elgenedy · Ahmed A. Aboushady · Mark Williams · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年8月
肿瘤治疗电场（TTFields）作为一种独立或联合系统性治疗的手段，正推动癌症治疗进入新阶段。治疗效果高度依赖脉冲发生器（PG）的性能，其灵活性直接影响脉冲序列的多样性。研究表明，混合协同脉冲在体外和体内实验中能更有效地扩大消融区域并杀伤癌细胞。本文提出一种基于级联半桥（CHB）结构、由低压直流源驱动的全模块化PG，可通过子模块数量倍增输出电压。采用碳化硅宽禁带器件结合软开关策略，降低损耗、提升脉冲上升速度与重复频率。利用C2000控制器片上可配置逻辑块（CLB）实现多路门极信号控制，简化了FP...
解读: 该级联半桥模块化脉冲发生器技术对阳光电源功率电子产品具有重要借鉴价值。其核心技术与阳光电源产品高度契合：1）CHB模块化架构可直接应用于ST系列储能变流器和SG光伏逆变器的多电平拓扑优化，通过低压模块级联实现高压输出，降低器件应力；2）SiC宽禁带器件结合软开关策略可提升PowerTitan储能系统...
碳化硅功率器件结温提取：全面综述
Junction Temperature Extraction for Silicon Carbide Power Devices: A Comprehensive Review
Huiqing Wen · Xiaoyu Li · Fei Zhang · Zifeng Qu 等6人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年10月
考虑到成本较高、结温较高以及结温变化范围更广等因素，用碳化硅（SiC）器件完全取代硅器件仍面临诸多可靠性挑战。因此，近年来，SiC 器件的结温提取显得尤为重要。此外，鉴于最新出现的 SiC 器件结温提取方法，对这些方法进行全面综述，包括对其进行科学分类和系统评估至关重要。本文旨在填补这一空白。首先，将对 SiC 器件的结温提取方法进行分类，包括物理接触法、光学方法、电阻 - 电容热网络法和温度敏感电参数（TSEP）法。然后，从测量精度、适用性、成本、在线实现以及功率集成发展等不同角度，对 SiC...
解读: 碳化硅（SiC）功率器件的结温提取技术对阳光电源的核心业务具有重要战略意义。在光伏逆变器和储能变流器产品中，SiC器件凭借其高效率、高功率密度的优势正逐步替代传统硅基器件，但其更高的结温工作环境和成本压力也带来了可靠性管理的挑战。精准的结温监测技术是保障产品长期稳定运行、延长使用寿命的关键。 该综...
PCB寄生电容对采用TO-247封装SiC器件的斩波与半桥电路开关瞬态的影响
Impact of PCB Parasitic Capacitance on Switching Transients in Chopper and Half-Bridge Configurations Utilizing TO-247 SiC Devices
Abdul Basit Mirza · Andrew Castiblanco · Abdul Muneeb · Yang Xie 等6人 · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年3月
采用TO - 247封装的碳化硅（SiC）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和肖特基二极管是斩波器（降压/升压）和半桥电路配置的经济选择，而斩波器和半桥电路是各种功率变换器拓扑的基本组成部分。然而，碳化硅器件的快速开关意味着较高的 $\text{d}\boldsymbol{v}/\text{d}\boldsymbol{t}$ 和 $\text{d}\boldsymbol{i}/\text{d}\boldsymbol{t}$，这对功率回路电感的印刷电路板（PCB）部分提出了限制，以在关断...
解读: 该PCB寄生电容优化技术对阳光电源SiC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，TO-247封装SiC MOSFET已广泛应用于三电平拓扑和半桥电路。研究揭示的PCB布局优化方法可直接应用于功率模块设计，通过减小关键路径寄生电容降低电压过冲和EMI，提升系统在高频开关下的可...