现代功率模块及器件应用技术（3）

在一个功率模块里，数个功率半导体芯片(MOSFET或IGBT芯片以及二极管芯片)被集成到一块共同的底板上，且模块的功率器件与其安装表面(散热板)相互绝缘。     

功率器件散热特性的非稳态测量方法

采用集总参数法对功率器件的散热体系进行了分析,推导了功率器件非稳态导热过程中温度变化的规律,给出了一种通过测量非稳态导热过程中的温度变化曲线确定散热体系特性参数的方法。以模块电源为例,实际测量了在不同状态下电源模块升温及降温过程中的温度变化特性。测试结果与理论预测基本相符,表明这种方法可有效用于工程实际中。该方法不仅可以避免冗繁的计算,且通过实验可方便地测试出功率器件的散热特性,并能够预测其使用过程中的最大温升,尤其适用于散热结构复杂、散热边界条件不易确定的应用场合。     

功率半导体应用专栏（连载）——（四）ISOPLUS^TM——分离式绝缘技术的革命

使用功率半导体器件通常要求器件与散热器或设备的底盘之间有电气隔离。原因有三点：a)安全性．b)通过减小结点对地的分布电容来减小电磁兼容；c)在同一个散热器上要安装许多器件。这将导致增加热电阻，安装复杂，困难的绝缘电压测试以满足各国不同的安全标准。     

大功率模块双面散热封装热设计与特性研究

随着半导体功率器件的使用环境和性能要求越来越高,器件散热能力要求也随之提高.器件散热问题导致的失效占了总失效的一半以上,而双面散热封装是提高器件散热能力的有效途径之一.因此,本文针对大功率模块的双面散热封装,利用有限元计算的仿真手段进行了模块整体的热设计与特性研究.首先,分析了热对流系数对模块最高温度的影响;其次,对比...     

碳化硅功率器件

碳化硅材料具有优越的电性能，如高的击穿电场，高的电子饱和速度，大的热导率使其在功率器件方面具有很大的潜力，近年来引起人们的高度关注。 本文将从材料特性，器件工艺和特性，以及国内发展情况几个方面介绍碳化硅功率器件的现状。     

每通道逾300W驱动能力的数字音频放大器功率级器件TAS5261和TAS5162

生产商：德州仪器[Texas Instruments（TI）] PurePath Digital功率级器件TAS5261是业界功率最高的单芯片数字放大器功率级器件，能够以300W以上的功率驱动4Q扬声器，而TAS5162则是双通道数字放大器功率级器件，每通道能以200W功率驱动6Q扬声器，在8Ω情况下驱动125W的功率。两款器件可提高多种音频应用的效率与音质，其中包括此前由于功率限制而无法使用数字放大器的应用，如高端DVD接收机与中高端音频／视频接收机（AVR）等。     

突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法研究

作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximum power point tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重影响光伏发电的可靠性与经济性。为此,以一个300 W级MPPT变换器为对象,对其功率器件温升特性进行了试验分析。随后,结合传统MPPT算法和主动热管理策略,提出了一种突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法。通过对器件驱动信号占空比的动态限制和开关频率的分级调节,所提方法能够主动调整器件工作损耗,进而充分挖掘变换器输出功率。相关实验表明,所提方法可最大程度保留变换器散热故障时的光伏出力,并减少散热故障修复前的光伏发电经济损失。根据实验结果,构建了所提方法性能评价指标,并分析了方法性能的影响因素。     

工业电源小功率器件的散热设计

针对工业电源恶劣的工作环境,对工业电源小功率器件的散热设计进行了探讨。给出了工业电源小功率器件几种散热方案,并对它们的安规、工艺、成本、散热性能等进行了详细的分析和对比。这几种散热方案各有优缺点,具体应用需根据工业电源的成本及应用环境等各方面的因素来选择性价比最高的方案。     

基于功率器件的3L-NPC逆变器失效机理研究

功率器件是导致逆变器运行期间失效的重要因素,因此研究功率器件对逆变器失效机理的影响尤为重要.首先建立了含杂散电感的三电平中点箝位(3L-NPC)逆变器拓扑模型.其次从含有杂散电感的逆变器拓扑角度研究其功率器件在开关瞬态过程的失效机理.然后在研究的基础上提出了一种受功率器件瞬态功率和结温影响的3L-NPC逆变器系统安全工作区.结果表明,该安全工作区更符合实际工况,对分析逆变器失效机理具有重要意义.最后,基于相关测试平台验证了理想和实际条件下逆变器功率器件的开关特性.     

功率器件功率循环测试技术的挑战与分析EI北大核心CSCD

功率循环测试被称为考核功率器件封装可靠性最重要的实验,尤其是碳化硅金属–氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbon metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,SiC MOSFET)功率器件的快速发展,是近几年的研究热点。与其他可靠性测试不同的是,功率循环测试原理虽然简单,但测试技术、测试方法和数据处理却涉及到半导体物理、电磁学、传热学、结构力学和信号分析等多学科交叉,处理不当将得到错误的结论。文中基于功率循环测试基本原理,从测试技术、测试方法和数据处理3个大方面对其存在的挑战进行深入分析,并提出相应的解决方案。测试技术主要包括电气测量噪声、结温测量延时和数据采集点,电气测量噪声和测量延时影响功率循环测试中结温的准确性,数据采集点则是影响器件的失效模式判定和寿命。测试方法主要包括结温测试方法、电流激励方法和宽禁带器件SiC MOSFET的相关测试方法,其中电流激励方法会影响器件的失效机理和寿命,需要特别关注。数据处理部分则是从可靠性数理统计角度出发,探究测试样本数量和对测试结果的修正,以得到准确的测试结果。该文可以为功率循环测试技术和设备的发展奠定一定理论和方法基础,为功率循环测试和数据分析提供一些借鉴。     

智能功率器件的原理与应用

目前，功率器件正朝着集成化，智能化和模块化的方向发展，智能功率器件为机电一体化设备中弱电与强电的连接提供了理想的接口，介绍了智能功率器件的特点，产品分类，工作原理及典型应用。     

半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术

测试半导体GaN功率开关器件灵敏度对掌握器件性能具有重要意义,提出一种新的半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术。通过分析半导体GaN功率开关器件的导通电阻与击穿电压关系、空穴电流与栅极电流关系掌握功率开关器件击穿机理,在此基础上,测试半导体GaN功率开关器件灵敏度;根据灵敏度测试原理与微频通道衰减值周期检查原理,测量功率开关器件微频信号功率和微频通道衰减值,汇总微频通道衰减值和最后一次开关灵敏时的衰减值,得到半导体GaN功率开关器件灵敏度。实验结果表明：所提测试技术测量半导体GaN功率开关器件灵敏度过程中,平均测试误差为0.03 dB,仅平均花费9.42ms,是一种高效、可靠的半导体GaN功率开关器件灵敏度测试技术。     

功率半导体应用专栏（连载）——第一章总括 （一）通过器件手册选择合适的器件

这篇应用文章的目的是告诉读者如何通过器件手册中的数据合理选择应用中的半导体功率器件。文章中的解释适合于常用功率电路，但为了使结论更确切，我们主要使针对IXYS公司的IGBT模块、集成二极管的分列IGBT和无集成二极管的分列IGBT。下文将提供设计者所有需要的数据信息，帮助他们选择最经济的功率器件。如果想知道更加具体的参数信息和资料，读者可以参考有关IGBT的文献[1]、有关二极管的文献[2]以及它们的实际版本[3]。     

中点钳位型中压三电平风电变流器的损耗分析

中点钳位(NPC)型中压三电平变流器在兆瓦级风电机组中具有广阔的应用前景。由于变流器容量及电压等级较高,功率器件的损耗是一个不容忽视的问题。文中详细分析了各个功率器件的开关动作与实际电流通路,在此基础上推导了其损耗的实用计算公式,指出了损耗在机侧变流器和网侧变流器之间的不同分布,为变流器的散热设计提供参考,并结合风力发电的特点,研究了功率波动对变流器效率的影响,得出了变流器的效率与功率成正相关的结论。最后,通过MATLAB/Simulink与GH Bladed的联合仿真系统,对分析结果进行了验证。     

大功率LED照明行业执行者说——如何更好地提升功率型LED的可靠性

20世纪末,Lumileds Lighting公司封装出世界上第一个瓦级大功率LED,使LED的功率从几十毫瓦一跃超过1000毫瓦,单个LED器件的光通量也从不到1m飞跃达到十几lm。目前,高亮度白光LED在实验室中已经达到100lm／W的水平,50lm／W的大功率白光LED也进入商业化。对于瓦级（≥1W）高功率LED而言。目前的电光转换效率约为15％,剩余的85％转化为热能,而芯片尺寸仅为1mm×1mm～2．5mm×2．5mm,也就是说芯片的功率密度很大,如何提高大功率LED的散热能力。是LED器件封装和器件应用设计要解决的核心问题。     

功率模块热仿真分析与实践

功率模块的散热非常重要.良好的热设计是保证器件工作稳定与可靠性的不可或缺的条件.本文采用有限元方法分析软件ANSYS对功率模块进行热仿真,并通过实践测试进行验证.     

中国电源管理产品市场竞争加剧

从1998年到2002年，半导体行业的年复合增长率低于3％。而相对而言，电源管理产品的增长率却远远高于全行业平均水平，IGBT、功率MOSFET和电压调节器分别增长了4．4％、10％和18％。据权威机构预计，从2002年到2007年，IGBT、功率MOSFET和电压调节器的销售额复合增长率均保持两位数增长，因此，未来几年，功率器件产品仍将是引领行业复苏的“先锋”。     

安捷伦率先推出适用于功率电路设计的功率器件分析仪

正仪器表征全部功率器件参数-Ron、漏电流、Ciss、Coss、Crss和栅极电荷2014年5月13日,北京——安捷伦科技公司(NYSE:A)日前宣布推出业界首款适用于电路设计的功率器件分析仪Agilent B1506A。B1506A能够在不同工作条件和-50℃~+250℃温度范围内对功率器件参数进行全面自动表征,覆盖高达1 500A和3kV的电流和电压范围。功率器件广泛应用在电子产品设计中,因此电路设计人员必须要全面、精确地了解功率器件在不同工作条件下的性     

IGCT——一种新型大功率半导体器件

1引言随着电气传动技术和电力系统自动化技术的不断发展，要用电设备尽可能不要对电力系统产生扰动或电源污染。而控制设备要能有效地控制和实现各种电气系统的动态要求，以保证电气系统的高品质和高性能。要达到这样的一种特性，通常都是用功率半导器件来完成。因为功率?..     

功率器件的并联均流研究

在新能源汽车的电机控制器中，由于现有模块电流能力不够、成本过高、散热能力有限，常常使用多个功率器件并联，以提高电动汽车应用的功率逆变器载流能力。器件参数的公差、PCB布局不对称导致的寄生参数不一致以及散热器的冷却效果导致的热量堆积，都会导致电流不均衡现象。首先对电流不平衡的原因进行了概述，提出均流系数作为电流平衡的标准。给出了基于热阻的导通电阻模型，分析并联器件静态均流的影响因素。基于可变电阻区的电压电流曲线，分析了并联器件动态均流的影响因素。通过PSPICE建模分析了寄生电感对动态均流的影响，分析了参数差异对电流平衡的的影响，针对不同的参数差异，提出了不同的优化方法。最后分析了电磁兼容问题对均流特性的影响，给出驱动电路的设计建议，并对栅极电压波形的优化效果进行了仿真验证。