基于封装集成技术的高功率密度碳化硅单相逆变器

• 作者: 康勇 方建明 李宇雄 陈材 黄志召
• 来源期刊: 电源学报
• 学科: 工学
• 关键词: 碳化硅 高功率密度 硬开关 单相逆变器 封装集成技术
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 宽禁带功率电子器件及其应用专辑
• 页码范围: 103-111
• 页数: 9页
• 分类号: TM464
• 字数: 4782字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13234/j.issn.2095-2805.2016.4.103

摘要

针对目前家用光伏系统、电动汽车（EV）和航空航天等领域中对单相逆变器的高功率密度需求，首先提出了一种基于新型碳化硅（SiC）功率模块的高功率密度单相集成逆变器。该单相逆变器采用直流侧并联Boost APF抑制二次纹波，以此减小直流侧电容；采用高频低损的新型宽禁带SiC器件，将boost APF和逆变器的开关频率提高到100 kHz，显著地减小无源元件的体积。再提出一种新型高功率密度低感全SiC半桥混合封装结构，其尺寸仅为10 mm×20.5 mm，可以极大地减小杂散电感，显著降低了器件的开关应力、EMI干扰及开关损耗；通过采用直接散热结构，并对散热器及整机热流动进行优化设计，使得装置实现高效散热。最后，基于封装集成技术，研制出一台全数字控制的2 kW、功率密度58.8 W/in3、CEC效率高达97.3%及最大效率98.3%的高功率密度单相逆变器。