基于封装集成技术的高功率密度碳化硅单相逆变器

作者：李宇雄; 黄志召; 方建明; 陈材; 康勇

来源：电源学报, 2016, 14(04): 103-111.

DOI：10.13234/j.issn.2095-2805.2016.4.103

• 碳化硅
• 高功率密度
• 硬开关
• 单相逆变器
• 封装集成技术

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BoostAPF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boostAPF和逆变器的开关频率提高到100kHz,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10mm×20.5mm,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2kW、功率密度58.8W/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。

• 单位
  华中科技大学; 电子工程学院; 物理学院; 强电磁工程与新技术国家重点实验室