布局光伏PIM模塊產(chǎn)品
核心專利為客戶提供最高效率及可靠性
光伏逆變器在全球不斷擴大的新能源領(lǐng)域扮演著關(guān)鍵角色,其性能影響整個光伏系統(tǒng)的平穩(wěn)性、發(fā)電效率和使用年限。PIM(功率集成)模塊是光伏逆變器的核心部件,通過控制其內(nèi)部各個功率器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷,再經(jīng)由變壓器藕合升壓或降壓,最終實現(xiàn)直流和交流之間的轉(zhuǎn)換。
應(yīng)用中,為盡可能地降低開關(guān)器件的損耗,PWM(脈寬調(diào)制)控制策略使上橋臂開關(guān)管頻率設(shè)定為電網(wǎng)頻率(例如50hz),而下橋臂開關(guān)管則工作在較高的開關(guān)頻率下,來實現(xiàn)輸出正弦波。這樣的工作模式對全橋逆變中上下開關(guān)管的性能要求不同,上橋臂應(yīng)用工況與Si IGBT匹配,下橋臂應(yīng)用工況與SiC MOSFET匹配。典型模塊及電路拓?fù)淙缦滤尽?/p>
圖 典型模塊結(jié)構(gòu)及電路拓?fù)?/p>
Si IGBT與SiC MOSFET的特性如下表所示。
表 Si IGBT與SiC MOSFET的特性
基于上述兩種芯片的特性差異及典型失效原因,北一半導(dǎo)體針對Si IGBT/SiC MOSFET混合封裝的PIM模塊提出了一種獨特的直接敷銅板(DBC)設(shè)計,以增強模塊可靠性,降低芯片失效。
表 發(fā)明的DBC結(jié)構(gòu)
設(shè)計針對上述Si IGBT與SiC MOSFET芯片特點進(jìn)行,在Si IGBT/SiC MOSFET混合封裝PIM模塊DBC中采用不同厚度的銅層解決上述芯片應(yīng)用中存在的問題。其中Si IGBT芯片采用薄銅層降低芯片熱阻,降低芯片工作結(jié)溫。SiC MOSFET芯片采用厚銅層提高熱容,降低SiC MOSFET芯片短路時芯片溫度,提高SiC MOSFET芯片短路時間。
該方式不需調(diào)整模塊封裝工藝,同時不用厚度、結(jié)構(gòu)的DBC可由廠商直接提供,可實施強。
北一半導(dǎo)體將持續(xù)關(guān)注光伏、新能源汽車、風(fēng)電等領(lǐng)域?qū)GBT模塊產(chǎn)品的需求,通過持續(xù)創(chuàng)新為客戶提供最佳的產(chǎn)品效率及可靠性。