集成化是电力电子技术发展的趋势.pdf

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1、21/2006综述·评论集成化是电力电子技术发展的趋势王兆安，陈桥梁（西安交通大学，陕西，西安，710049）【摘要】阐述了集成技术对电力电子技术的重要意义，总结了当前国际上电力电子集成技术的研究内容和研究方向，并对集成技术的发展方向进行了分析。最后介绍了项目课题组开发的若干种基于混合封装技术的集成模块。关键词：电力电子；集成技术；混合封装；模块中图分类号：TN40文献标识码：A文章编号：1671-8410(2006)01-0002-05IntegrationistheTrendofPowerElectronicsAbstract:Thesi

2、gnificanceofintegrationtechnologyonpowerelectronicsisdescribed,worldwideresearchprojectsandtrendsonpowerelectronicintegrationaresummarizedanddevelopmentorientationofintegrationtechnologyisanalyzed.Finallypresentedsomeintegrationmodulesbasedonhybrid-packagetechnologyanddevel

3、opedbyprojectgroup.Keywords:powerelectronics;integrationtechnology;hybrid-package;但是，电力电子集成技术和集成电路技术也有十0引言分显著的不同之处，这是由二者的性质不同引起的。集成电路技术在微电子技术领域取得的成功改变集成电路所在的微电子领域主要是用电子电路来处理了整个世界。在这个信息化的时代，一提到高新技术，信息，而电力电子技术则是处理能量。因此，与集成人们首先想到的就是利用集成芯片的技术。在谈到自电路技术相比，电力电子集成技术的不同主要体现在主知识产权时，人

4、们往往也会想到自己是否拥有设计三个方面：（1）主电路处于高电压状态，控制电路处开发的集成芯片。于低电压状态，需要进行电压隔离；（2）主电路器件集成电路的研制成功使从事电力电子技术的人们会产生大量的热，其本身也可承受较高的温度，而一自然会想到，如能把集成电路技术的发展思路用于电般控制电路可承受的温度要低很多，因此需要进行热力电子领域，必将会给电力电子技术带来巨大的进步。隔离；（3）主电路的开关元件在动作时一般会产生较目前，微电子领域使用“分立元件”的电路已经很少高的电压和较大的电流变化应力，产生较强的电磁干了，进入了“集成电路”时代。而在电力电

5、子领域，仍扰，从而影响控制驱动电路的正常工作。因此，电力处于“分立元件”时代。电力电子集成技术和集成电电子集成技术并不能简单照搬集成电路技术，而必须路技术其实是有许多相似之处的。首先，它们集成的进行新的技术研究和开发。对象都是电子电路，其次在技术方向有许多共同之处，电力电子技术的发展史是以电力电子器件和电路集成电路中的许多技术都可以向电力电子集成技术中拓扑的发展为中心而展开的。有了晶闸管，才诞生了［1］移植。电力电子技术，有了IGBT为代表的全控型电力电子器收稿日期：2005-11-25件，才使电力电子技术的发展上了一个新的台阶；有基金项目：

6、*国家自然科学基金重点资助项目（50237030）了电力MOSFET，才使电力电子技术在中小功率范围作者简介：王兆安（1945-），男，博士，教授，博士生导师。研内获得了巨大的成功。迄今为止，电力电子器件主要究方向为电能质量控制技术、电力电子集成技术，电源技术；陈桥梁（1979-），男，博士研究生。研究方向为电力电子集成采用硅材料，以碳化硅为代表的新型半导体材料的实模块的分析与设计，基于IPEM的电力电子变换器的设计。1/2006集成化是电力电子技术发展的趋势3[2]用化必将促使电力电子技术产生新的飞跃。少功能部件和封装部件的数量。图1给出电

7、力电子集成另一方面，与电力电子器件新技术相比，电力电技术的两个层次示意图，第一个层次是封装部件集成，子集成是一门更为综合，涉及面更广的技术。它的发集成方法是使更多的功能部件分享同一封装部件，这展不仅有赖于电力电子器件的不断进步，也与控制技样就减少了封装部件的数量，在一定程度上提高了集术、材料技术、封装技术以及电路拓扑等有着十分密成度，如多芯片模块（MultiChipModule—MCM）；第［3］切的关系。二个层次是功能部件集成，它包括两个方面，一是功能部件数量不变，但使各功能部件的生产工艺相同，二是1电力电子集成技术的分类多个功能部件的功能

8、由一个新的功能部件取代，以减一般说来，电力电子集成技术可分为单片集成、少功能部件的数量，这方面的例子包括单片集成技术，混合封装集成、系统集成三类，也可以说分成三个层