混合模块及其应用.pdf

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1、ELECTRICDRIVE2016Vo1．46No．4电气传动2016年第46卷第4期混合模块及其应用马小亮(天津电气科学研究院有限公司，天津300180)(原名——天津电气传动设计研究所)摘要：SiC器件是下一代电力电子器件，目前价高难推广应用，在器件换代过渡期为增大功率及降低成本推出si和SiC混合模块是现实的解决方案。除价格因素外，SiC器件的高开关速度导致开关过程电压和电流大幅振荡，也为应用带来很大困难，混合模块有助于克服这困难。介绍两种si和SiC混合模块的应用：硅IGBT和碳化硅BCD混合模块及硅IGBT和碳化硅M0sFET混合模块。另外，还介绍全硅IGBT和MOSFET混合模块的

2、应用，它也能获得Si．IGBT+SiC．MOSFET模块的许多好处。关键词：si和SiC混合模块；硅IGBT和碳化硅BCD混合模块；硅IGBT和碳化硅MOSFET混合模块；全硅IGBT和MOSFET混合模块中图分类号：TM23文献标识码：AHybridModulesandTheirApplicationsMAXiaoliang(TianfinResearchInsthuteofElectricScienceCo．，Ltd．，Tianjin300180，China)(FormerName-TianjinDesign&ResearchInstituteofElectricalDrive)Abstr

3、act：SiCdevicesarethenextgenerationpowerelectronicdevices，buttheyaledifficulttobeemployedinapplicationsowingtohighcost．DevelopingSi+SiCbybridmodulesisareasonablesolutionforreducingcostandincreasingpowerratingofthedevicesintheperiodofchan~ngdevicegeneration．Besidescost，highturn-onandturn-0ffspeed，whic

4、hcauseseriousvohageandcurrentoscillation，bringdificultytoapplicationsaswel1．Thehybridmodulesmayhelponetosolvethedificuhy．ThereweretwokindsofSi+SiChybridmodules，Si．IGBT+SiC-BCDhybridmoduleandSi．IGBT+SiC．MOSFEThybridmodule，andtheirapplicationswereintroduced．Additionallyal1．SiliconIGBT+MOSFEThybridmodu

5、lewasintroducedalSO，itmayhavemanybenefitsofSi．IGBT+SiC．MOSFETmodule．Keywords：Si+SiChybridmodule；Si—IGBT+SiC-BCDhybridmodule；Si-IGBT+SiC-MOSFEThybridmodule；All-SiliconIGBT+M0SFEThybridmodule变频器的更新换代取决于电力电子器件的高结温，可造出更高电压、更大功率，更高效率换代；电力电子器件的换代取决于半导体材料的及更小体积装置。人们对SiC和GaN器件的期换代。20世纪60年代实现了从锗材料到硅(si)望很高，投

6、人大量资金和人力，由于材料生产工材料的换代，迎来半个世纪电力电子技术大发艺不过关，20多年来进展不大，近期取得突破，展。现有各种器件都基于硅材料，其性能已接近大量样机问世，估计2020年后能占有较大市场材料极限，近20年来未能出现新的换代。份额。下一代半导体材料是宽禁带材料，有前途的GaN器件适合用于低功率、低电压(器件电两种是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN))，都是化合压≤600V)、高频率场合，它如果使用硅作为衬物材料。SiC和GaN器件的特点：高阻断电压，底，能获得大直径晶片，成本较低。SiC器件适合高开关速度(降低开关损耗及提高开关频率)，用于高功率、高电压场合(器件电压可达几千V)

7、，作者简介：马小亮(1939一)，男，教授级高工，博士生导师，Email：xlm_td@sina．toni电气传动2016年第46卷第4gl马小亮：混合模块及其应用本文只涉及它。臂二极管的反向恢复特性。与si快恢复二极管SiC器件目前价高，很难快速推广应用，在器相比，SiC—SBD反向恢复快，恢复电流非常小(几件换代过渡期，为增大器件功率及降低成本，推乎没有)，用它作常规Si．IGBT的反并联续流