车用SiC半桥模块并联均流设计与试制

作者：安光昊; 谭会生; 戴小平; 张泽

来源：半导体技术, 2022, 47(10): 809-838.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2022.10.007

• SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
• 并联均流
• 寄生电感
• 直接覆铜(DBC)基板
• 封装结构

SiC芯片并联均流是影响车用SiC半桥模块可靠性的关键问题。寄生电感的不一致是造成芯片间电流不均衡的主要原因。首先，在ANSYS Simplorer中建立了芯片双脉冲仿真电路，分别研究了漏极、源极和栅极寄生电感对芯片间均流性的影响。然后，采用混合优化的均流方法设计并制作了一个多芯片并联的SiC半桥模块，其中，功率端子采用双端结构以减小寄生电感；栅极采用开尔文连接结构以提高芯片开关速度；对芯片位置进行优化使各并联回路的寄生电感尽可能均匀分布。在ANSYS Q3D中提取的主回路寄生电感为6.5 nH;在Simplorer中进行仿真，电流不均衡度小于3%。实物测试结果表明，主回路寄生电感为10 nH,电流不均衡度小于5%,验证了该车用SiC半桥模块并联均流设计的可行性。

• 单位
  湖南工业大学