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公开(公告)号：CN112699588A
公开(公告)日：2021-04-23
申请号：CN202110025236.0
申请日：2021-01-08
Applicant: 浙江大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/398 , G06F17/13 , G06F17/14 , G06F111/10 , G06F119/08
Abstract: 本发明公开了一种功率半导体芯片元胞的热电耦合建模方法，包括以下步骤：S1、将功率半导体芯片划分为多元胞结构；S2、提取芯片的电压‑电流‑温度三维模型；S3、提取元胞的电压‑电流‑温度三维模型；S4、求出任一温度分布下元胞电流分配比例和相应损耗；S5、各元胞产生温升叠加得到芯片整体温度梯度；S6、重复步骤S4、S5直至温度梯度偏差收敛；S7、提取不同工况条件下的芯片表面温度峰值，计算对应的功率模块热阻。本发明通过将芯片集总式傅里叶级数解析热模型与多元胞分布式电学模型进行结合，实现了功率半导体芯片元胞的热电耦合建模与计算。另外，本发明所需计算量小、求解时间短、不存在收敛性问题，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：CN111525780A
公开(公告)日：2020-08-11
申请号：CN202010182195.1
申请日：2020-03-16
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种关断高阻态的宽禁带功率器件驱动串扰电压抑制方法，在传统的驱动电路结构上，并联了一路钳位开关电路，以实现在器件关断下的门极回路阻抗的控制。本发明提出的抑制方法，通过设置关断状态的高门极回路阻抗和预充电电平实现对功率半导体器件的米勒电容和共源极电感引入的串扰电压的同时抑制，弥补了传统的低阻抗回路串扰电压抑制方法的缺陷。本发明提供了高关断组态驱动电路的各个辅助开关管的控制信号生成方式及自举电路实现的辅助供电电路，以降低提出方法的复杂度，从而降低成本。本发明还可以进一步基于提出的串扰电压抑制电路设计宽禁带功率半导体半桥模块。
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公开(公告)号：CN109980981B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201910281562.0
申请日：2019-04-09
Applicant: 浙江大学
IPC: H02M7/757
Abstract: 本发明公开了一种基于主动旁路及对称调制的混合型MMC热应力不均平抑方法，该方法在混合型MMC正常运行工况下，通过使用半桥子模块并联的晶闸管主动旁路半桥子模块来平抑半桥子模块中最高结温器件的热应力，以及通过对称调制方法来平抑全桥子模块最高结温器件的热应力。该方法在对混合型MMC换流器的电压、电流输出等性能均无影响的前提下，显著降低了混合型MMC的半、全桥子模块中结温最高器件的结温，减小了子模块内部器件热不均程度，对提升混合型MMC换流器的运行效率与寿命具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110994961A
公开(公告)日：2020-04-10
申请号：CN201911347481.2
申请日：2019-12-24
Applicant: 浙江大学
IPC: H02M1/088
Abstract: 本发明公开了一种功率开关管串联运行门极电压幅值补偿均压方法和电路，其利用功率开关管电压受门极电压幅值控制以及不均衡电压差转换为缓冲电流的不均衡电流差采样原理，实现串联功率开关管的动态均压。本发明属于有差控制，且只在串联功率开关管电压动态变化过程中起作用，不影响功率开关管正常工况下的工作；采用无源器件，电路结构简单，易于集成到器件驱动板上，能够实现失衡电压快速响应追踪与串联功率开关管电压均衡，提高了均压控制的快速性与稳定性。
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公开(公告)号：CN108682672A
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201810386598.0
申请日：2018-04-26
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L27/02
CPC classification number: H01L27/0288
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：CN104155587B
公开(公告)日：2017-05-10
申请号：CN201410345265.5
申请日：2014-07-18
Applicant: 浙江大学
IPC: G01R31/26
Abstract: 本发明公开了一种IGBT模块工作结温的在线检测系统及检测方法，其在IGBT模块实际运行不停的开关断状态切换中，变化的驱动电流和集电极电流在IGBT模块的杂散电感上产生感应电压，该感应电压在关断过程中发生两次电压变化，其间隔时间记为温敏时间，该时间在固定的关断电压和电流情况下与IGBT模块的工作结温密切相关。本发明通过建立IGBT测试系统，在不同直流母线电压、IGBT导通电流和工作结温下提取温敏时间，建立离线参考数据库，并在IGBT实际运行中监测IGBT模块驱动发射极与功率发射极之间的电压，提取温敏时间进行在线结温计算，与现有IGBT工作结温监测技术相比，具有更高的实时性和可集成性。
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公开(公告)号：CN103296882A
公开(公告)日：2013-09-11
申请号：CN201310206558.0
申请日：2013-05-29
Applicant: 浙江大学
Abstract: 本发明公开了一种具有自动均压功能的DC-DC谐振变换器，包括开关电容电路和LLC串联谐振电路；开关电容电路由多个半桥子模块级联而成，相邻两个半桥子模块的中间节点通过开关电容模块连接。本发明的DC-DC变换器中，多个半桥子模块串联后并联于直流电源两端；在理想情况下，每个母线电容的电压为直流电源电压的n分之一；在半桥子模块中两个开关管串联后与母线电容并联，所以每个开关管的关断电压应力又为单个母线电容电压的二分之一。因此本发明变换器可以选用低压、高性能的开关器件，有利于提升变换器的效率、减小变换器的体积。
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公开(公告)号：CN102664546A
公开(公告)日：2012-09-12
申请号：CN201210159729.4
申请日：2012-05-18
Applicant: 浙江大学
IPC: H02M7/483
Abstract: 本发明公开了一种具有双向功率开关的五电平变流拓扑结构，包括一电容链路和一变流单元；其中，电容链路由四个电容串联组成；变流单元由两个双向功率开关、两个二极管和四个带反并二极管的开关管组成；本发明还公开了采用该拓扑结构的三相五电平变流器。本发明利用双向功率开关对正负电流路径的单独控制，既能控制双向功率开关上的电流双向流动，又保证了电路多种电平的输出；在输出五种电平的基础上，大大减少了功率器件及直流电压源的数量，双向功率开关的电压应力仅为母线电压的1/4，拓扑结构对称，方便模块化生产。
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公开(公告)号：CN115132677B
公开(公告)日：2025-02-14
申请号：CN202210677725.9
申请日：2022-06-15
Applicant: 浙江大学
IPC: H01L23/367 , H01L23/373 , H01L23/492 , H10D80/20
Abstract: 本发明公开了一种高短路电流耐受能力的双面散热功率模块，属于电力电子器件技术领域。包括两个交流功率端子、直流正/负极功率端子、若干功率半导体芯片、两个DBC衬底以及若干金属垫片。半桥结构的功率模块在内部分为第一/二换流回路并实现解耦，短路电流采用了回绕的电流路径和细窄的导电金属铜层。通过实现双面散热的金属垫片代替键合线同时达到上下DBC衬底电连接的目的，降低了换流回路寄生电感，抑制电压过冲。短路电流路径采用细窄铜层，并利用同向电流互感增大原理布局，极大增加短路回路电感，抑制短路电流上升率和峰值。该模块可以在不影响功率器件正常工作的前提下，大幅提高短路电流耐受能力，保证器件可靠性和稳定性。
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公开(公告)号：CN113536600B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202110943710.8
申请日：2021-08-17
Applicant: 浙江大学 , 杭州士兰微电子股份有限公司
IPC: G06F30/20 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/06 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种功率模块绑定线布局优化设计方法，包括以下步骤：S1、基于布局方式将芯片划分为多元胞，将绑定线划分为多线弧；S2、提取线弧电阻与芯片金属层电阻；S3、建立元胞电压‑电流‑温度模型，提取元胞等效电阻；S4、建立三维多元胞电网络，获得元胞电流、线弧电流与节点电压；S5、计算线弧发热功率与元胞发热功率；S6、得到计及绑定线发热的芯片温度场；S7、更新元胞等效电阻与节点电压，判断收敛，否则重复S3‑S6；S8、以芯片最高温度和平均温度为评价指标，寻求绑定线布局最佳设计参数。本发明有效提高了绑定线设计迭代速度，特别适合模块封装的前期设计验证；所提叠层式布局优化方案可在不增加元件和材料消耗的情况下抑制芯片热应力。
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