采用大芯片的高功率密度SiC功率模块设计

碳化硅SiC(silicon carbide)器件具备耐高压、低损耗和高热导率等优势,对电动汽车行业发展具有重要意义。提出一种利用大芯片封装的SiC MOSFET功率模块设计,并开展实验分析模块的电气性能;搭建仿真对仅有电特性与电特性和温度负反馈结合这2种情况下模块温度进行对比研究。仿真结果表明,在相同工作条件下,采用大芯片封装设计的SiC MOSFET功率模块导通电流能力更强,温度变化更小,电气性能有所提升。

基于Si IGBT/SiC MOSFET的混合开关器件综述

综述了基于Si IGBT/SiC MOSFET的混合开关器件,总结了相关的门极驱动时序、门极驱动硬件设计、电流分配优化、功率模块设计、变频器设计和成本分析等要素。该类混合开关器件可以实现Si IGBT的零电压开通和零电压关断,大幅缩短Si IGBT的拖尾电流时间,降低开关损耗,并可实现高频运行。该类混合开关器件还利用了Si IGBT的导通特性优势,与同规格纯SiC器件相比成本大幅降低。部分文献的仿真与实验结果验证了该类器件的优异特性,所开发的示范性样机具有较高使用价值,一定程度上可满足同时需求高频开关和中、大功率的应用。

高功率密度三相全桥SiC功率模块设计与开发

为满足快速发展的电动汽车行业对高功率密度SiC功率模块的需求,进行了1200 V/500 A高功率密度三相全桥SiC功率模块设计与开发,提出了一种基于多叠层直接键合铜单元的功率模块封装方法来并联更多的芯片.利用互感对消效应减小寄生电感,导电面积增加了1倍,以减小功率模块的总面积.在电磁学与热力学仿真分析的基础上,进行了实物制作与性能测试.仿真与实验结果表明:与传统的封装方法相比,该封装方法减少了34.9%的尺寸,并减少了74.8%的寄生电感,使得门极具有更高的稳定性,且当直流300 A电流时,单相最高结温为158℃.

新能源汽车用全SiC电机驱动控制器研究进展

我国新能源汽车发展己经进入到大规倉商用阶段。在本阶段中,可以将请费者对新能源汽车的需求总结为:“买得起、跑得远和全地域”。这种对整车的需求直接转化为对作为“三大电”之一的电机驱动控制器的要求,即壽坊率密度、高效率和高工作温度。综合应用碳化硅(SiC)材料的性能优势来卖现上述目标是世界范ffl内的共识,世界各国的相关企业和研发单住都应该领域投入了丸量的人力和资金。2016年,中国科学院电工研老所带领由全国苑围内13家单住组成的研发团队,承担了国家重点研发计划项目“高温车用SiC器件及糸统的基础理论与评测方法研老(2016YFB0100600)”,从SiC芯片到SiC模決再到SiC驱动控制器和评价标准,开展了面向SiC技术及其应用的全方面研老工作。经过近两年的研发和攻关,取得了阶段性的成果’成功研发了1200 V/150 A规格和1200 V/50 A规格的SiC SBD和MOSFET忠片,1200 V/300 A规格的SiC三相半林模块和600 V/80 kW规格全SiC驱动控制黑“其中全SiC控制黑通过了85七入水0水温下的峰值功率考核,吟值矽率达到85 kW,开关频率20 kHz,最高效率9&6%,珀率密度达到37.1 kW/Lo为我国在新能源九车电机驱动领域积累了有克争力的核心技术和宝贵的研发经验。