基于优化对称布局的多芯片SiC模块动态均流

摘要：

由于开关速度非常快,多芯片并联碳化硅(silicon carbide,SiC)功率模块的电压、电流振荡问题比硅(silicon,Si)器件更加突出,对寄生参数的要求也更高.然而,现有的商业化大功率SiC模块采用多芯片并联模式,大多沿用Si器件的封装技术,寄生参数不仅偏大,且存在明显的不对称性,不能充分发挥SiC器件的优越性能,亟需新的封装结构,以改善模块内的电热应力分布.首先,针对直接覆铜板(direct bonded copper,DBC)寄生电感的计算,提出两种简化计算方法,并将计算结果与有限元进行对比,基于这两种方法进行新型DBC布局的辅助设计,针对几种不同的三芯片并联功率模块,对比研究DBC布局对寄生参数分布、电流分布特性的影响,揭示寄生参数对多芯片并联模块电流分布的影响机理.最后,提出一种物理对称的新型功率模块封装结构,以实现各芯片间的电流均衡.对比分析表明,所提出的新型DBC布局能够显著减小回路之间的寄生参数差异,提升了SiC芯片间的电流分布一致性,有利于提升并联芯片额定电流的使用率,改善模块电-热应力的均衡性.

关键词：SiC MOSFET、寄生电感、DBC、圆形对称封装、动态均流

所属期刊栏目：38

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;重庆市基础与前沿研究计划项目

在线出版日期：2018-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1826-1836,后插22