器件参数对SiC MOSFET并联均流影响的统计分析

SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)多芯片并联或分立器件并联器件已成为大电流应用的主流方案.为研究SiC MOSFET器件参数分散性对并联器件电流分配的影响,采用变异系数作为评估指标,对比了同批次器件不同参数的分散性,并探讨了不同结温下参数分散性的波动.基于假设检验方法,验证了器件参数近似服从正态分布.由拉依达(Pau-Ta)(3σ)准则得到了器件参数分布范围,然后推导了电流不均衡度和电流降额率与器件参数分散性之间的关系.统计分析结果表明:跨导系数分散性最小,但其对电流分配的影响最显著;SiC MOSFET并联的静动态降额率会随器件参数分散性和并联数量的增大而增大,但增长速度逐渐减缓.因此,在芯片并联前,应根据应用需求进行芯片筛选来降低器件参数的差异,同时合理选择并联数量.     

不同海拔下电晕笼分裂导线起晕电压的计算分析

为了研究海拔高度对电晕笼分裂导线起始电晕电压特性的影响,建立电晕笼钢芯铝绞线起始电晕电压的计算模型,并开展相应试验研究。采用模拟电荷法计算钢芯铝绞线的空间电场强度。依据极不均匀电场下自持放电判据,建立不同海拔高度电晕笼分裂导线电晕起始电压的计算模型。在超/特高压人工环境气候试验室内,以500 m海拔高度为间隔,系统开展19~4-000-m海拔高度范围内六分裂导线起始电晕电压的试验研究。试验获得超高压电晕笼不同海拔高度下6-LGJ—400/50、6-LGJ—500/45分裂导线的起晕电压。计算获得不同海拔高度、分裂间距、导线分裂数及绞线表面粗糙系数下的导线起晕电压曲线族,以及不同绞线半径及最外层铝绞线股数的表面粗糙系数计算结果。分析结果表明:计算模型能够较好地计算电晕笼内绞线的起晕电压;在350~500-mm分裂间距范围内,分裂导线起晕电压随着分裂间距的增大而降低,随着导线分裂数的增加而升高;绞线表面粗糙系数与绞线最外层铝线半径与绞线半径之比相关。     

有机纤维对“客运专线”用C40高性能混凝土性能的影响

目的为增强混凝土早期抗塑性开裂性能及耐久性,研究了有机纤维种类、长度及掺量对混凝土工作性能、力学性能及抗碳化性能的影响．方法采用坍落度试验、抗压与抗折强度试验、混凝土碳化试验及平板约束法测试进行研究．结果聚丙烯腈（PAN）纤维对混凝土工作性能影响最大,坍落度降幅达86％;掺入19mm聚丙烯（PP）单丝纤维,坍落度下降25％;加入0．15％PP纤维,坍落度降幅达28．7％,含气量增加25．9％;掺入聚乙烯醇（PVA）纤维后,混凝土7d、28d抗压强度降幅最大,分别达30．4％、23．5％;12mmPP单丝纤维体积掺量为0．15％时混凝土的抗裂效果明显好于0．05％掺量,而碳化深度较基准低30％．结论混凝土中掺入有机纤维后,早期抗塑性开裂性能明显增强;混凝土的抗裂效果随纤维长度和掺量增加,效果越来越明显;有机纤维的加入明显提高混凝土的抗碳化力,力学性能有所降低,但降幅不大．     

特高压输电线路对高频信号无源干扰的近似求解

随着特高压(UHV)输电工程的建设,特高压输电线路对邻近无线电台站高频信号的无源干扰是目前迫切需要解决的问题。针对矩量法求解输电线路无源干扰存在的计算量过大,无法求解线路对高频信号无源干扰的缺点,基于输电线路无源干扰面模型,提出了采用一致性几何绕射理论(uniform geometrical theory of diffraction,UTD)求解输电线路对高频信号无源干扰的思想。根据一致性几何绕射理论中的边缘绕射和表面绕射模型,研究了铁塔角钢和导线面模型在高频入射线照射下的绕射场,并介绍了该绕射场的求解方法。结合具体的工程问题,对极高频信号的输电线路无源干扰问题进行了分析研究。经验证,采用UTD方法可以实现对输电线路高频信号无源干扰问题的求解,也可反映各种线路条件下无源干扰的变化趋势。     

阻抗分析仪测量功率MOSFET器件栅极分离电容C-V特性的误差分析及调控方法

功率MOSFET器件栅极分离电容C-V特性(C_GS-V_G、C_GD-V_G)的准确测量对于器件的建模及栅氧可靠性的评估十分重要。阻抗分析仪是测量C_GS-V_G、C_GD-V_G的关键设备。在利用阻抗分析仪测量三端器件的某个参数时,需对非测量的第三端进行屏蔽以消除其引入的并联阻抗误差。而功率MOSFET器件在栅压超过阈值电压时呈导通态,影响测量电路拓扑,进而引入其他测量误差。该文针对阻抗分析仪测量功率MOSFET器件的C_GS-V_G、C_GD-V_G进行详细的误差分析,揭示测量误差产生的原因;建立测量的等效电路,给出测量误差的解析表达式;结合实验和数值分析量化误差分析,验证了等效电路模型的有效性;最后,提出三种可实现C-V特性准确测量的调控方法并予以实验验证。结果表明,测量误差发生在器件导通后,此时器件漏源极间由电容态转变为低阻态,屏蔽端的寄生...     

外部汇流母排对压接型IGBT器件内部多芯片并联均流特性的影响

压接型IGBT器件内部芯片之间的动态均流特性直接影响着IGBT器件的坚固性与可靠性。考虑到并联均流实验的困难,现有的压接型IGBT芯片级并联均流研究通常都是通过提取器件内部封装结构的寄生参数,并结合IGBT芯片的等效电路模型,在电路仿真环境中开展的,不考虑器件外部电磁条件对器件内部电流分布的影响。然而,该文通过9枚压接型IGBT芯片的并联均流实验发现,各个通流支路之间存在显著的动态电流不均衡,而且电流的分布特性不仅与内部并联芯片的相对位置有关,还与连接器件的外部汇流母排存在明显的关联。为了揭示器件内部电流分布特性与外部汇流母排之间的耦合关系,该文对被测器件与外部汇流母排进行三维有限元建模,从频域和时域2个方面,计算IGBT器件内部的电磁场分布特性。频域计算表明,由于外部汇流母排与内部并联芯片存在磁场耦合(即电感耦合),当频率超过一定数值后,外部汇流母排会对各个通流支路的电流产生显著影响。时域计算进一步再现了并联均流实验中外部汇流母排对各个通流支路上动态电流分布的影响规律。结果表明,在压接型IGBT器件的设计和应用中,不仅需要关注器件内部芯片间的相对位置对动态均流特性的影响,同时也要关注外部汇流母排引入的电磁不对称性。最后提出一种对称化的母排设计方案,并通过三维有限元计算,证实对称化母排设计可明显改善器件内部的动态均流特性。     

工频电压下有机硅凝胶的电树枝发展规律及其局部放电特性

有机硅凝胶作为高压大功率IGBT器件灌封的绝缘材料,其自身的绝缘性能直接决定着IGBT器件的耐压可靠性.为此,针对高压大功率IGBT器件封装用有机硅凝胶内局部放电产生的电树枝发展规律及局部放电特性开展实验研究.实验中采用针一板电极结构,实时记录了交流电压下有机硅凝胶内电树枝的发展规律以及局部放电特征参量.实验结果表明在...     

输电线路绕击跳闸率的改进电气几何模型

在原有的经典电气几何模型的基础上,提出了相应的改进方法.引入击距系数β来描述雷击输电线路时,避雷线的击距与大地击距的不同.同时对原来计算线路绕击跳闸率的方法进行改进:采用距离差来计算绕击跳闸率.最后采用此种方法,针对典型的单回500 kV酒杯塔,计算和分析了不同保护角和地面倾角时对绕击跳闸率的影响.     

高压SiC器件封装用有机硅弹性体高温宽频介电特性分析

有机硅弹性体因具有良好的绝缘性与耐高温的特性,广泛应用于高频、高压、高温工况下的SiC器件中.在宽频率、宽温度范围内,有机硅弹性体材料的介电性能对SiC器件内部电场分布产生极大影响,因此该文采用频域介电谱分析方法获得了宽频(10?2～107Hz)、宽温度(20～280℃)范围内的有机硅弹性体介电特性数据,掌握有机硅弹性...     

非线性场控电导复合材料参数对IGBT模块内DBC三结合点电场影响规律仿真研究

高压大功率(insulation gate bipolar transistor,IGBT)模块内覆铜陶瓷基板的覆铜层、陶瓷基板与有机硅凝胶形成的三结合点处电场集中,增加了器件局部放电及绝缘失效的风险.随着IGBT模块电压等级的提高,DBC基板的绝缘水平成为制约器件研制及可靠运行的关键因素.文中拟采用非线性场控电导(n...