电力电子集成技术的现状及发展方向-第3页-北极星电力软件网

投稿

我要投稿

5.3 电力电子集成模块的封装技术。

目前电力电子集成技术主要采用混合集成方式，封装因此成为电力电子集成研究的关键技术。现在所广泛使用的是铝丝键合技术，其工艺简单，成本低，但键合点面积小，传热差，芯片表面温度分布不均匀，局部热集中[3];寄生电感大，造成开关过电压;各铝丝之间电流分布不均匀，局部电流集中;电磁力造成铝丝震动，会导致键合点脱落 [5]。如图7所示。由于存在诸多问题，现在研究的热点是多芯片模块技术(MultiChip Module—MCM)[5-7,12,13]，如图8。该技术借鉴了集成电路的加工方法和工艺过程，把多个不同工艺的裸片安装在一起，并进行多层互连，形成具有完整功能的模块。MCM技术起源于集成电路的封装技术，现已用于射频、微波集成电路的制造并取得了较好的效果。然而将该技术应用于电力电子集成却遇到了许多障碍，如互连导线的电流承载能力不够、电路元件间绝缘、隔热困难、干扰严重、制造成本高、可靠性低等。来自不同研究机构的学者进行了大量的尝试，以图解决这些问题，但尚未取得突破性进展。在提出的众多技术方案中，还没有一种在性能、成本和可靠性等各方面都能够达到或接近IPEM的最终要求，研究还在探索中。除MCM技术之外，压接方式也是研究的重点之一，如图9所示。

图 7 铝丝键合芯片表面的温度场图8 多芯片模块(MCM) 图 9 压接结构的IGBT

5.4 电力电子集成模块计算机仿真及辅助设计理论和方法。

IPEM集成度高、结构和工艺复杂，其设计工作涉及到电力电子器件、电路、控制、电磁、材料、传热等不同领域的技术问题，必须借助计算机仿真和辅助设计(CAD)工具，但现有的软件都不能胜任这一工作，要将电路、电磁场、传热等多种不同的仿真和CAD方法“集成”起来才行，这对仿真和CAD理论提出了新的挑战。参见图10~12。

图10 电磁场分析图11 传热场分析图12电路仿真

5.5 应用系统设计。

这一部分主要研究基于标准化集成模块的应用系统设计，其内容涉及根据应用选取适当的模块、解决多模块构成的系统运行稳定性问题及进行系统的优化设计。由于尚未形成模块的标准化系列，目前这一领域的研究主要试图建立由模块构成的示范系统，以证明电力电子集成概念的可行性和有效性。

一个成功的范例是集成交流电机(Integrated Motor)，功率约1kW的变频器被集成在交流异步电机的壳体内，从而使电机具有了可调速性能，并且体积小、效率高。

此外，还有采用集成技术的分布式电源系统等。

6 结论

本文对电力电子集成技术的概念、意义和发展概况进行了综述，详细介绍了国内外该领域的主要研究机构和研究内容，作出如下结论：

1) 电力电子集成技术是目前电力电子技术领域最为重要的研究方向，必将成为未来该领域的研究热点，并在某种程度上决定电力电子技术未来的兴衰命运。

2) 单片集成、混合集成和系统集成可以看成是电力电子集成的不同层次和形式，现阶段，单片集成局限于小功率范围，中功率领域多采用混合集成或混合集成与系统集成相结合的形式，而大功率领域仍以系统集成为主。由于具有更高的集成度和更好的性能，单片集成和混合集成是未来集成技术的主要发展方向。

3) 目前应该立足于现有技术水平，根据实际情况，采取合理的集成度和集成形式，并应尽快推进集成技术的实用化和产业化。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

电力线路检修机器人亮相温州

电力电子查看更多>集成电路查看更多>变频器查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

电力电子集成技术的现状及发展方向

电力线路检修机器人亮相温州

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~