4500 V高压IGBT模块设计与实验研究

• 作者: 杨英杰 梁琳 王以建 颜辉
• 来源期刊: 电力电子技术
• 学科: 工学
• 关键词: 绝缘栅双极型晶体管 多物理场耦合 有限元仿真
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 器件与测试及其他|DEVICE AND TESTING & OTHERS
• 页码范围: 134-137
• 页数: 4页
• 分类号: TN32
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-100X.2022.01.034

摘要

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.