检索结果-南通市图书馆

动态高温反偏应力下的SiC MOSFET测试平台及其退化机理研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

电源学报 2024年第3期22卷 211-219页

作者：左璐巍辛振蒙慧周泽余彬罗皓泽河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 浙江大学电气工程学院杭州310058 南京信息工程大学自动化学院南京210044 中国电源学会

为研究SiC MOSFET在动态漏源应力下的退化机理,开发了一种具有dVds/dt可调功能、最高可达80 V/ns的动态反向偏置测试平台。针对商用SiC MOSFET进行动态高温反偏实验,讨论高电压变化率的动态漏源应力对SiC MOSFET电学特性的影响。实验结... 详细信息

为研究SiC MOSFET在动态漏源应力下的退化机理,开发了一种具有dVds/dt可调功能、最高可达80 V/ns的动态反向偏置测试平台。针对商用SiC MOSFET进行动态高温反偏实验,讨论高电压变化率的动态漏源应力对SiC MOSFET电学特性的影响。实验结果显示,器件的阈值电压和体二极管正向导通电压增加,说明器件JFET区上方的栅氧层和体二极管可能发生了退化。通过Sentaurus TCAD分析了在高漏源电压及高电压变化率下平面栅型SiC MOSFET的薄弱位置,在栅氧层交界处和体二极管区域设置了空穴陷阱,模拟动态高温反偏对SiC MOSFET动静态参数的影响。

关键词：动态高温反偏测试退化机理 SiC MOSFET 可调dV_(ds)/dt

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

支撑能源高效转换和高质调控的电力电子技术

中国科学：技术科学 2023年第10期53卷 1674-1686页

作者：何湘宁李武华罗皓泽向鑫杨贺雅浙江大学电气工程学院杭州310027

为应对能源安全和环境治理的严峻挑战,逐步实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标,现代能源系统的转换方式和调控方法均迫切需要创新与变革.基于电力电子技术的能源转换装备在太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能等分布... 详细信息

为应对能源安全和环境治理的严峻挑战,逐步实现“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标,现代能源系统的转换方式和调控方法均迫切需要创新与变革.基于电力电子技术的能源转换装备在太阳能、风能、水能、地热能、海洋能、生物质能等分布式能源系统和化学能、飞轮储能以及氢能等储能系统中的广泛应用和迅速发展,大幅提升了多能源转换系统的灵活性、可控性和高效性,显著增强了多能源系统间的互动性、融合性和经济性.随着基于电力电子技术的能源转换装备在多能源系统中的渗透水平不断提高与规模化应用不断推广,给分布式多能源系统在可再生能源发电、高效能源转换和高密度能量存储等多环节带来了历史性的发展机遇和系统性的科技挑战.本文阐述电力电子技术在多能源系统中高能效转换和高品质调控的作用,简述电力电子技术的基础概念与基本内涵,介绍电力电子装备在可再生能源发电、多能源储能系统及工业生产应用领域中的代表性应用.在此基础上,从电力电子变换拓扑理论、多自由度组合与协同调控、功率器件应用特性测评等三个方面论述电力电子变换系统的关键核心技术,总结了电力电子技术在能源系统中高能效转换、高品质调控和高可靠运行的支撑作用.最后,探讨基于电力电子技术的多能源系统能量高效转换发展的创新路径,从电力电子技术的视角,为推动我国“双碳”目标的实现提供新思路.

关键词： “双碳”目标多能源系统能源转换电力电子

压接式IGBT和晶闸管器件失效模式与机理研究综述

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电力 2023年第5期56卷 137-152页

作者：罗皓泽陈忠杨为谢佳胡迪官玮平浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230601 国网安徽省电力有限公司安徽合肥230022

高压大容量压接式绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件和晶闸管器件是高压直流输电工程中的核心器件,对能源的高效利用具有重要意义。IGBT和晶闸管等器件可靠性已成为电工装备乃至整个电力系统能够稳定可... 详细信息

高压大容量压接式绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件和晶闸管器件是高压直流输电工程中的核心器件,对能源的高效利用具有重要意义。IGBT和晶闸管等器件可靠性已成为电工装备乃至整个电力系统能够稳定可靠运行的关键问题。首先,从压接式器件传统封装结构入手,介绍了压接式器件的弹簧式多芯片封装和凸台式多芯片/单芯片封装,对比了3种封装结构的性能。其次,阐述了压接式器件封装级失效模式与机理,结果表明热膨胀系数不匹配是封装级失效的最主要原因。同时,也对IGBT和晶闸管芯片级失效做了梳理,结果表明电气过应力是芯片级失效的主要原因。然后,简单阐述了压接式器件的新型封装结构与技术。最后,展望了压接式器件未来可能的研究重点。

关键词：压接式器件 IGBT 晶闸管失效模式与机理封装结构

高压非穿通P-i-N二极管等离子体抽取渡越振荡集总电路模型及封装抑制方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2023年第1期43卷 263-273页

作者：朱安康包鑫康陈宇周宇罗皓泽李武华何湘宁电力电子国家专业实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

高压非穿通P-i-N二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,PETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管PETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和... 详细信息

高压非穿通P-i-N二极管反向恢复阶段产生等离子抽取渡越时间(plasma extraction transit time,PETT)振荡,对功率模块的驱动电路和设备EMC性能造成严重干扰。文中根据二极管PETT振荡阶段载流子运行特征将器件内部分为等离子区、漂移区和无源区3个区域并将各区域等效成电阻、电感和电容等集总电路参数,利用二极管等效电路与外围电路参数构建了PETT振荡集总电路模型。该模型可计算得到振荡阶段回路各阻抗的动态变化,复现PETT振荡失稳–自稳振荡现象。该集总电路模型表明PETT振荡出现根本原因是回路出现负阻,而负阻出现的原因是空穴渡越角位于π~2π之间,基于该模型解析得到回路寄生电感的优化范围,通过优化封装布局的方式可将空穴渡越角移出负阻出现的区间。最后,在模块内部通过优化绑定线布局将回路寄生电感调整至优化范围内,从而避免回路负阻以抑制PETT振荡的出现,实验证明了该封装抑制方法的有效性。

关键词：焊接式模块非穿通P-i-N二极管等离子抽取渡越时间振荡集总电路模型封装抑制方法

基于换流–短路双回路解耦的SiC MOSFET功率器件抗短路封装构型设计

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2023年第7期43卷 2781-2789页

作者：罗皓泽高洪艺朱安康金昱廷李武华何湘宁浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

由于栅极氧化层可靠性差、短路电流密度大以及短路结温上升速率高,SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力较弱,制约着其在电能变换领域的广泛应用。在此背景下,为了提升SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力,文中基于换流–短路双回路解耦的思... 详细信息

由于栅极氧化层可靠性差、短路电流密度大以及短路结温上升速率高,SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力较弱,制约着其在电能变换领域的广泛应用。在此背景下,为了提升SiC MOSFET功率器件的短路耐受能力,文中基于换流–短路双回路解耦的思想,设计出具有抗短路能力的SiC MOSFET功率器件封装构型。该构型将半桥中的两个换流回路在功率器件内部解耦,两换流回路的中点各自连接一个交流功率端子(AC+、AC-)。与现有半桥封装构型相比,抗短路构型功率器件的换流电流路径和换流电感Lσ不变,而当发生桥臂直通短路故障时,短路电流因需要额外流经AC+和AC-交流功率端子而延长了短路路径,同时DC功率端子与AC功率端子之间的互感进一步增大了短路回路电感Lsc。基于34mm封装构型设计制造具有抗短路极限工况能力的650V/162A SiC MOSFET功率器件,其短路故障回路电感达到了115nH,是正常换流回路电感的3.6倍;并且,通过短路实验验证所设计的构型相比于现有设计,短路电流峰值降低了20.07%,发热功率降低了21.41%,短路过程中的总发热量降低了30.04%,验证了所设计封装构型具有一定的抗短路性能。

关键词：换流–短路路径解耦短路电感短路抑制

高压P-i-N二极管关断瞬态综合失效机理分析

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

电工技术学报 2016年第20期31卷 161-169页

作者：罗皓泽李武华何湘宁浙江大学电气工程学院杭州310027

针对商用高电压大功率多芯片P-i-N二极管在钳位型电感负载电路中,在额定电气参数下发生的瞬态失效现象,分别从电路布局和器件机理层面讨论了各因素对二极管芯片失效的作用影响。首先,通过考察二极管模块内部失效芯片的位置和故障波形,... 详细信息

针对商用高电压大功率多芯片P-i-N二极管在钳位型电感负载电路中,在额定电气参数下发生的瞬态失效现象,分别从电路布局和器件机理层面讨论了各因素对二极管芯片失效的作用影响。首先,通过考察二极管模块内部失效芯片的位置和故障波形,得出整个电力电子装置的可靠性是由失效风险最高的局部芯片决定而非由功率模块的坚固性决定。其次,根据二极管芯片在深度动态雪崩情况下所产生丝状电流的现象,得出由芯片电流密度不均所引发的结温-电流密度正反馈机制是导致多芯片功率模块失效的最终原因。最后,根据失效表征与测试条件,提出了由综合失效诱因导致的多芯片模块动态失效新模式。结论表明本文讨论的大功率多芯片模块所发生的失效现象,是多失效诱因综合作用所引发的,而非单一因素超限的结果。

关键词：大功率电力电子器件电流密度不均瞬态热失控雪崩击穿综合失效机理

计及电阻温变的永磁同步电机深弱磁区极限转矩逼近方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2021年第24期41卷 8315-8325页

作者：卢倚平何绍民罗皓泽杨欢赵荣祥浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310000

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统常围绕结构和尺寸优化等途径展开轻量化设计。基于扁线绕组工艺设计的轻型电机在高速大转矩典型工况下存在较大定子电阻,且随电机运行温度升高阻值变化幅度达30%以上,电机高... 详细信息

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)系统常围绕结构和尺寸优化等途径展开轻量化设计。基于扁线绕组工艺设计的轻型电机在高速大转矩典型工况下存在较大定子电阻,且随电机运行温度升高阻值变化幅度达30%以上,电机高转速运行时的转矩精准控制难度大大提高。而现有方法对电机系统轻量化设计与高速恒功率稳定输出间存在的矛盾关注甚少,亟需挖掘以新能源汽车为代表的高端装备轻量化电机系统在高转速区的极限转矩精准调控性能。首先,在弱磁控制基础上,聚焦于永磁同步电机的高速深弱磁工作区,提出计及电阻温变的极限转矩逼近方法;其次,基于含定子电阻信息的电压/电流方程约束,采用牛顿下山迭代法求解非线性方程,对高速大转矩工况即深弱磁区的最大转矩电压比(maximum torque-per-voltage,MTPV)电流运行轨迹重新规划;最后,以温度作为新增维度对该轨迹进行温度插值补偿,保证深弱磁区逼近电机极限转矩输出特性不受运行温度影响,所提方法控制下的转矩输出在电机传动系统台架实验中与工程标定的极限转矩误差在0.4%以内,验证其可行性。

关键词：定子电阻温变效应深弱磁区极限转矩

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于大数据的大容量电力电子系统可靠性研究

中国电机工程学报 2017年第1期37卷 209-220页

作者：何湘宁石巍李武华罗皓泽赵荣祥浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

随着电力电子技术在新能源、高速机车、直流输电等大容量电力变换领域的广泛应用,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。基于因果模型的可靠性分析方法虽然在研究早期提供了原理层面的阐述,但在多物理场强耦合的复杂工况中的应用... 详细信息

随着电力电子技术在新能源、高速机车、直流输电等大容量电力变换领域的广泛应用,其可靠性问题成为学术界和工业界的研究热点。基于因果模型的可靠性分析方法虽然在研究早期提供了原理层面的阐述,但在多物理场强耦合的复杂工况中的应用价值较低,而基于数据模型的可靠性研究方法尚处于初级阶段。该文提出将大数据处理技术应用于大容量电力电子系统可靠性研究的新思路,充分借助电力变换装置的海量历史运行数据,引入机器学习、数据挖掘和人工智能等大数据科学的最新理论成果,从数据泛在关系出发开展可靠性研究。论文详细阐述电力电子系统的大数据特征,并总结电力电子系统大数据应用中的若干关键技术。此外,论文从器件–装置–系统等多个层面深入分析大数据处理技术在大容量电力电子系统可靠性研究领域的潜在应用。大数据基本理论和方法的应用将提供一种通过数据关系间接理解原理本质的研究方法论的思维转变,有望为电力电子系统的可靠性研究开辟新途径。

关键词：大容量电力电子系统数据模型大数据处理

基于关断延迟时间的大功率IGBT模块结温提取方法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2015年第13期35卷 3366-3372页

作者：孙鹏飞罗皓泽董玉斐李武华何湘宁浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

大功率绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块在风力发电、电力机车牵引和高压直流输电等众多领域得到了广泛的应用。在以上高安全性的应用领域,IGBT模块的可靠性成为电力电子学科的研究热点之一。已有研... 详细信息

大功率绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块在风力发电、电力机车牵引和高压直流输电等众多领域得到了广泛的应用。在以上高安全性的应用领域,IGBT模块的可靠性成为电力电子学科的研究热点之一。已有研究成果表明,IGBT的可靠性与其结温变化有密切的联系。该文基于可靠性研究的需要,提出一种基于关断延迟时间的结温提取方法。该方法利用模块自身存在的寄生电感获取关断延迟时间信息,最后对关断延迟时间的温度特性进行分析,并通过大功率IGBT离线测试系统进行了实验验证,结果证明通过模块寄生电感在关断过程中的变化检测关断延迟时间进行结温提取的方法有效可行。

关键词：可靠性结温检测热敏电参数关断延迟时间