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公开(公告)号：CN116559616A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310233202.X
申请日：2023-03-13
Applicant: 浙江大学
IPC: G01R31/26
Abstract: 本发明公开了一种碳化硅功率场效应晶体管结温与电流监测系统及方法，包括碳化硅功率场效应晶体管S1和S2；主电路单元，与碳化硅功率场效应晶体管S1和S2相连；驱动单元，与碳化硅功率场效应晶体管S1和S2相连；温控单元，与碳化硅功率场效应晶体管S2的封装相连；结温采样单元，与碳化硅功率场效应晶体管S2的芯片相接触；电流采样单元，连接到主电路单元的回路中；光谱测量单元，设置在碳化硅功率场效应晶体管S2的表面；结温电流检测单元，分别与结温采样单元、电流采样单元和光谱测量单元连接，用于碳化硅功率场效应晶体管的结温与电流计算。本发明可在线应用于碳化硅功率器件的工作结温与电流监测，且具有检测频率较高、电流和结温误差较小的优点。
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公开(公告)号：CN115718247A
公开(公告)日：2023-02-28
申请号：CN202211448007.0
申请日：2022-11-18
Applicant: 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 , 浙江大学
IPC: G01R31/26
Abstract: 本发明公开了一种非接触式晶闸管工作结温的在线检测系统和方法，属于晶闸管状态检测领域。包括功率回路单元，与晶闸管连接；采样单元，用于采集功率回路单元中的直流母线电流、晶闸管两端电压、晶闸管门极驱动电压以及晶闸管实际工作结温；温控单元，用于调控晶闸管实际运行工况下的环境温度，改变晶闸管实际工作结温；驱动单元，与晶闸管相连，用于驱动晶闸管工作；结温检测单元，用于测量晶闸管门极电流信号，并提取门极电流信号随时间的积分，得到输入晶闸管门极的电荷数；以及在晶闸管由正向导通状态切换至导通状态的瞬态过程中提取门极电流信号的峰值；根据晶闸管工作结温计算模型得到晶闸管工作结温，实现晶闸管工作结温的非接触式测量。
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公开(公告)号：CN113065309B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202110301380.2
申请日：2021-03-22
Applicant: 浙江大学
IPC: G06F30/398
Abstract: 本发明公开了一种功率半导体模块寄生电感的建模提取方法，包括以下步骤：S1、将模块金属层划分为直行区、注入区和转向区；S2、分别使用相交线元、并联微元和十字微元对键合线及上述区域进行离散，生成离散电路；S3、从芯片电极将离散电路分为多个子网络；S4、对电路矩阵进行预处理分解，求解端口阻抗矩阵；S5、提取并联芯片的端口元素，计算电感分布；S6、设置芯片端口联通，计算模块换流和驱动电感。本发明通过对功率模块内部线路的分区离散，可减少离散电路规模，同时将芯片端口阻抗矩阵作为中间模型，并结合矩阵预处理技术求解其参数，可避免对离散电路的重复处理，最终在不降低精度的前提下实现了模块内分布电感和整体电感的快速计算。
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公开(公告)号：CN113065307B
公开(公告)日：2022-05-17
申请号：CN202110301447.2
申请日：2021-03-22
Applicant: 浙江大学
IPC: G06F30/392 , G06N3/12 , G06F111/06
Abstract: 本发明公开了一种功率半导体模块衬底优化设计方法，包括以下步骤：S1、将衬底设计所需芯片参数和设计规则作为设计输入；S2、读取衬底范式库；S3、将范式编号、回路数量、芯片间距和布线宽度组成遗传序列，产生初始种群；S4、生成衬底布图；S5、计算布图面积和换流电感；S6、以布图面积和换流电感最小为目标，产生子代种群；S7、跳转至S3进行迭代，直到最大迭代次数K，获取帕累托前沿解作为结果输出。本发明的主要特征是以布图范式库为基础，使用简洁变量构成的遗传序列生成衬底布图，再基于遗传算法计算面积和换流电感最低的布图方案。相比现有使用位置编码的优化方法，可避免设计规则检查，缩小搜索范围，实现功率模块布局的紧凑低感优化。
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公开(公告)号：CN108682672B
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN201810386598.0
申请日：2018-04-26
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L27/02
Abstract: 本发明公开了一种适用于内部功率开关芯片在短路工况下均热的大功率半导体模块，其利用功率半导体器件导通电阻受门极电压控制的原理，对每一个并联的器件或者模块内部并联的芯片添加自主热平衡控制电路，通过热敏元件检测器件温度，并自动根据热敏元件参数调整加到器件门极两端的电压；热敏元件可由具有负温度系数的热敏电阻或者稳压二极管充当。在短路工况下，并联芯片温度升高，热敏电阻自动反馈，加到该芯片门极两端电压下降，器件导通电阻上升，自动降低流过芯片的短路电流。本发明采用的无源热平衡控制电路结构简单，易于集成到器件驱动板上或者大功率模块内部，使得并联器件热均衡，进而提高功率器件的可靠性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111261601B
公开(公告)日：2021-10-19
申请号：CN202010056949.9
申请日：2020-01-16
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L23/40 , H01L23/367 , H01L25/07
Abstract: 本发明公开了一种夹具内嵌型的高集成度压接式封装功率模块，其包括自上而下依次设置的正极散热片、直流正极铜排、交流输出铜排、直流负极铜排和负极散热片；所述的交流输出铜排的两侧对称安装有半导体芯片单元，半导体芯片单元的外围均匀分布有贯穿压接式模块的螺纹孔，通过绝缘双头螺丝紧固，由绝缘双头螺丝上的外螺纹与螺纹孔的内螺纹咬合产生压接力；本发明采用内嵌夹具实现模块压接，将铜排、散热器作为模块的组成部分，因此实现了高功率密度和高集成度；相比于传统压接式封装功率模块，本发明技术方案由于优化了夹具设计，降低了设计成本，简化了制作流程，该压接式封装功率模块用于实现高功率密度整流器。
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公开(公告)号：CN113032984A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110259298.8
申请日：2021-03-10
Applicant: 浙江大学 , 上汽大众汽车有限公司
IPC: G06F30/20 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种基于傅里叶级数的功率模块热建模方法，包括以下步骤：S1、列写功率模块温度的拉普拉斯三维导热偏微分方程；S2、确定模块各面的边界条件表达式；S3、将拉普拉斯三维导热偏微分方程转化为拉普拉斯三维导热常微分方程；S4、列写含待定系数和特征根的通用表达式；S5、获得含待定系数的傅里叶级数表达式；S6、获得模块DBC与基板结构温度场的傅里叶级数表达式；S7、获得模块整体温度场的傅里叶级数表达式；S8、得到功率模块三维温度场，提取芯片最高温度，计算功率模块的热阻。本发明采用将功率模块各层尺寸拓展一致用于傅里叶系数求解的思想，实现了多层结构功率模块温度梯度的精准提取；另外，本发明所需计算量小、求解时间短，可实现功率半导体芯片温度的在线预测。
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公开(公告)号：CN112966391A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110312162.9
申请日：2021-03-24
Applicant: 浙江大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种基于傅里叶解析扩散角的功率模块热阻抗建模方法，具体包括以下步骤：S1、列写功率模块内各层竖轴热流密度的含待定系数的傅里叶级数表达式；S2、求解待定系数；S3、确定各芯片在功率模块各层的热扩散角；S4、确定各芯片在功率模块各层的自热阻与自热容；S5、求解芯片间在功率模块各层的耦合热阻与耦合热容；S6、构成七阶Cauer热网络，计算各芯片自热阻抗与耦合热阻抗的频域表达式；S7、矩阵求和与拉式反变换，获得不同工况条件下各芯片结温随时间变化的时域表达式。本发明引入傅里叶级数准确描述了横向热扩散效应，基于扩散角建立多芯片的热耦合模型，提高了现阶段热模型的准确性与通用性，特别适合功率半导体芯片温度的在线预测。
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公开(公告)号：CN112953276A
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202110178011.9
申请日：2021-02-07
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种模块化多电平谐振变换器输出电压调控方法，通过调节模块化多电平电路的电压调制比和变换器工作频率，实现宽输入电压范围下对输出电压的稳定调控。本发明通过检测输入电压大小，确定模块化多电平电路投切模块个数，改变电压调制比，实现有级调节模块化多电平电路输出电压大小。本发明通过检测输出电压大小，闭环连续调节变换器开关频率，实现对输出电压精确调控。该调控方法相比传统谐振电路通过调节频率调压方法，可以缩小调节频率范围，降低电感和变压器绝缘耐压需求，并减少模块化多电平电路所需子模块个数，降低系统建设成本，在中压变换领域具有重要应用价值。
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公开(公告)号：CN112865639A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110203386.6
申请日：2021-02-23
Applicant: 浙江大学 , 上汽大众汽车有限公司
Abstract: 本发明公开了一种含路况复现功能的电动汽车永磁同步电机控制系统。包括MTPA/恒扭矩/MTPV二维表查询模块，接收扭矩指令和转速指令以及电动汽车中车载蓄电池输出的直流电压指令通过含路况复现功能的永磁同步电机控制方法建立的定子电流二维表查询，实时输出定子电流指令；进而通过定子电流PI闭环控制和空间矢量脉宽调制得到电机三相电压信号用于驱动电机，实现了电动汽车路谱工况复现功能。本发明在利用MTPA、恒扭矩、MTPV三种电机控制模式平滑过渡生成二维表时考虑了电机参数与电流间的关系，在减小计算量的同时提高了电机控制精度，达到电动汽车路况实时、精准复现的目的，从而避免了繁琐的汽车测试台架建设。
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