全桥DC/DC电源模块三维组装技术研究

针对宇航DC/DC电源的体积和重量已接近极限的现状，设计了一种新型的三维立体组装电源模块，将各种器件以不同的堆叠和互连方式在三维空间内进行组装，使用裸芯片替代分立器件，采用陶瓷基板和柔性电路实现阻容器件预埋和板间堆叠互连，解决集成密度提高后功率变换电路的组装工艺、高效散热等问题。建立模态和振动模型分析模块内部的器件布局和受力情况，对模块的力学性能进行了验证。完成了开关频率为100 kHz、输入50～70 V、输出功率120 W的DC/DC功率开关电源的研制，相同输出功率下比现用模块化电源体积减小50%。     

基于极差分析法的大功率IGBT模块封装设计

大功率IGBT模块作为能源转换与传输的核心器件,在导弹等军用武器装备的电极驱动系统、伺服电极系统中广泛运用,对器件的耐高温、高可靠能力提出了更高的要求。现有IGBT模块未根据多元化使用需求进行封装设计,因此从封装的材料和结构出发,建立热-电-力有限元仿真模型,确定关键指标提取方法;计算不同材料组配下的指标参数,用极差分析法确定该需求下的最优搭配,并明确各因素的影响程度;随后按照影响程度从高到低对几何结构进行优化设计,并进行服役性能仿真,确定优化后模块的性能。得到在对热阻和应力都要求较高的场合,最适合的结构为AlSiC+Si₃N₄+纳米银的组合,优化后的IGBT模块R₍th(j-c))为0.052℃/W, FRD芯片R₍th(j-c))为0.81℃/W,一阶共振频率为2278 Hz,模块稳态工作时的最高应力为245.35 MPa。