【摘 要】
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针对覆铜陶瓷板(DBC)展开设计,以4500V高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为研究对象,提出了一种多物理场耦合下的高压封装设计思路.首先得到了DBC结构与三相点处电场强度的关系,并建立了DBC热阻和寄生参数的数学模型,采用Fmincon算法优化DBC结构参数,在保证绝缘及电磁性能基础上尽可能减小DBC带来的热阻.接着通过有限元仿真验证了优化后模块结壳热阻降低了13％,同时优化后模块内三相点周围最大电场强度下降.最后对所设计的高压IGBT模块进行封装与测试,在10 kV绝缘耐压测试中证明了高压模块良好的
【机 构】
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华中科技大学,电气与电子工程学院,电力安全与高效利用教育部工程研究中心,湖北武汉430074;常州瑞华新能源科技有限公司,江苏常州213200
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针对覆铜陶瓷板(DBC)展开设计,以4500V高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为研究对象,提出了一种多物理场耦合下的高压封装设计思路.首先得到了DBC结构与三相点处电场强度的关系,并建立了DBC热阻和寄生参数的数学模型,采用Fmincon算法优化DBC结构参数,在保证绝缘及电磁性能基础上尽可能减小DBC带来的热阻.接着通过有限元仿真验证了优化后模块结壳热阻降低了13％,同时优化后模块内三相点周围最大电场强度下降.最后对所设计的高压IGBT模块进行封装与测试,在10 kV绝缘耐压测试中证明了高压模块良好的绝缘性能,并在2800 V/30 A条件下证明了其良好的开关性能,对其进行瞬态热阻测试证明其较好的散热性能.
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