文档名：高压大功率弹性压接型IGBT器件封装绝缘结构中的电场瞬态特性
摘要：压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是支撑柔性直流装备研制的核心器件,弹性压接型IGBT能更好地实现器件中各并联芯片的压力均衡,在电网应用场景中前景广阔.然而,器件内部的绝缘问题是高压器件研制过程中面临的主要挑战之一,因此,有必要在实际工况下分析器件绝缘结构中的瞬态电场分布,以指导绝缘设计.该文针对弹性压接型IGBT器件内部的复合绝缘结构,采用时域边界电场约束方程法,分别计算了单次关断工况和重复性导通关断工况下弹性压接型IGBT器件子模组封装绝缘结构中的瞬态电场分布.结果表明两种工况下,封装绝缘结构中最大电场强度均出现在芯片/聚酰亚胺(PI)钝化层界面上,且由于介质分界面两侧的绝缘材料介电常数和电导率参数不匹配,分界面上将会积累电荷.界面电荷密度随着时间逐渐增大,并影响电场分布,使得子模组中最大电场强度的模值和位置随时间发生变化.同时,单次关断工况下,最大电场强度的模值会更大.此外,该文提出通过改变器件中使用的绝缘材料,提高界面处的材料参数匹配程度,可以实现对子模组内电场分布的改善.该文所提方法能显著降低器件内部最大电场强度的模值,可为弹性压接型IGBT器件的封装绝缘结构设计和优化提供参考.
作者：刘思佳 文腾 李学宝 王亮 崔翔 Author：LiuSijia WenTeng LiXuebao WangLiang CuiXiang
作者单位：新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)北京102206新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)北京102206;电力规划设计总院北京100120先进输电技术国家重点实验室(北京智慧能源研究院)北京100085
刊名：电工技术学报 ISTICEIPKU
Journal：TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年，卷(期)：2023, 38(23)
分类号：TM211
关键词：弹性压接型IGBT 时域有限元法 电准静态场 单次关断工况 重复性导通关断工况 电场调控方法
Keywords：Compliantpress-packIGBT timedomainfiniteelementmethod electricquasi-staticfield singleturn-offcondition repeatableturn-onandturn-offcondition electricfieldcontrolmethod
机标分类号：TN322.8TM46TM721.1
在线出版日期：2023年12月13日
基金项目：国家自然科学基金高压大功率弹性压接型IGBT器件封装绝缘结构中的电场瞬态特性[
期刊论文] 电工技术学报--2023, 38(23)刘思佳 文腾 李学宝 王亮 崔翔压接型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是支撑柔性直流装备研制的核心器件,弹性压接型IGBT能更好地实现器件中各并联芯片的压力均衡,在电网应用场景中前景广阔.然而,器件内部的绝缘问题是高压器件研制过程中面临的主要挑战之...参考文献和引证文献
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