文献类型：期刊文章

作　　者：张栋[1] 范涛[1,2] 温旭辉[1,2] 宁圃奇[1,2] 李磊[1,2] 邰翔[1] 李晔[1] 段卓琳[3] 何国林[1] 张少昆[1] 郑丹[1]

ZHANG Dong;FAN Tao;WEN Xuhui;NING Puqi;LI Lei;TAI Xiang;LI Ye;DUAN Zhuolin;HE Guolin;ZHANG Shaokun;ZHENG Dan(Key Laboratory of Power Electronics and Electric Drive(Institute of Electrical Engineering of Chinese Academy of Sciences),Haidian District,Beijing 100190,China;University of Chinese Academy of Sciences,Haidian District,Beijing 100049,China;Beijing Institute of Space Launch Technology,Haidian District,Beijing 100076,China)

机构地区：[1]电力电子与电气驱动重点实验室(中国科学院电工研究所) [2]中国科学院大学 [3]北京航天发射技术研究所

出　　处：《中国电机工程学报》

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFB0100600)~~

年　　份：2019

卷　　号：39

期　　号：19

起止页码：5624-5634

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2017、CSA、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、INSPEC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：碳化硅(Siliconcarbide,SiC)作为世界公认的替代硅(Silicon,Si)的下一代半导体材料,具有耐压高、开关速度快、开关损耗小的优势,是实现车用电机控制器功率密度提升的关键要素。该文针对构成SiC控制器的关键部件,研究SiC金属氧化物场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,MOSFET)模块、直流支撑电容器、控制和驱动电路以及电磁干扰(electro-magneticInterference,EMI)滤波器的设计方法。在SiC模块方面,研究多芯片并联结构MOSFET的布局评价体系,以此为基础设计包含72个SiC芯片的SiC MOSFET模块。在直流支撑电容器方面,以减小电容器体积为目标,结构上与控制器壳体统一设计,电气参数上建立描述电机系统性能与电容器容值及许用纹波电流关系的数学模型,优选最为合适的参数,减小电容器体积。在控制和驱动电路方面,通过采用非隔离电源系统、多层电路板等手段,减小电子系统的电路面积,开发出仅信用卡大小的超紧凑主控板和能够与SiC模块直接插接的紧凑型驱动板。在EMI滤波器方面,提出滤波器拓扑和滤波元件参数同步设计方法,有助于解决EMI滤波器设计中反复试验迭代和过设计的问题。基于上述研究成果,开发出峰值功率85kW,开关频率20k Hz,最高效率98.6%,功率密度37.1kW/L的全SiC电机驱动控制器。

关 键 词：SiC电机控制器  SIC MOSFET模块  薄膜电容器 电子系统  EMI滤波器

分 类 号：TM46]