基于全碳化硅功率组件的叠层母排优化设计研究

作     者：朱俊杰 原景鑫 聂子玲 徐文凯 韩一 ZHU Junjie;YUAN Jingxin;NIE Ziling;XU Wenkai;HAN Yi

作者机构：舰船综合电力技术国防科技重点实验室(海军工程大学) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2019年第39卷第21期

页      面：6383-6393页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)(2015CB251004) 国家自然科学基金重大项目(51490681) 国防科技重点实验室基金项目(614221704080517) 

主　　题：叠层母排数学模型 全SiC功率组件 杂散电感 开关振荡 

摘      要：为减小全Si C功率组件开关振荡,满足高功率密度对功率器件的应用要求。定量分析三相两电平拓扑叠层母排元器件布局关系,建立考虑自感和互感的叠层母排数学模型,基于数学模型计算单个电容和2个电容对应的母排回路杂散电感等效值,仿真分析3个电容以上对应的叠层母排回路杂散电感等效值。计算与仿真结果均表明,随着支撑电容数量的增加,回路杂散电感逐渐减小,并且一致性更好。通过分析各支路杂散电感,优化了直流母线端口布局;通过双脉冲实验验证了叠层母排优化后抑制开关振荡的效果。实验结果表明,虽然优化后的功率组件开关时间及开关损耗有所增加,但开关振荡得到有效抑制,能更好地满足高功率密度应用场合对安全性能的需求。