李宇雄，黃志召，方建明，陳　材，康　勇

（1.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，武漢430074；2.華中科技大學(xué)物理學(xué)院，武漢430074；3.華中科技大學(xué)強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430074）

基于封裝集成技術(shù)的高功率密度碳化硅單相逆變器

李宇雄1，3，黃志召1，3，方建明2，3，陳材1，3，康勇1，3

（1.華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，武漢430074；2.華中科技大學(xué)物理學(xué)院，武漢430074；3.華中科技大學(xué)強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430074）

針對(duì)目前家用光伏系統(tǒng)、電動(dòng)汽車（EV）和航空航天等領(lǐng)域中對(duì)單相逆變器的高功率密度需求，首先提出了一種基于新型碳化硅（SiC）功率模塊的高功率密度單相集成逆變器。該單相逆變器采用直流側(cè)并聯(lián)Boost APF抑制二次紋波，以此減小直流側(cè)電容；采用高頻低損的新型寬禁帶SiC器件，將boost APF和逆變器的開(kāi)關(guān)頻率提高到100 kHz，顯著地減小無(wú)源元件的體積。再提出一種新型高功率密度低感全SiC半橋混合封裝結(jié)構(gòu)，其尺寸僅為10 mm×20.5 mm，可以極大地減小雜散電感，顯著降低了器件的開(kāi)關(guān)應(yīng)力、EMI干擾及開(kāi)關(guān)損耗；通過(guò)采用直接散熱結(jié)構(gòu)，并對(duì)散熱器及整機(jī)熱流動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得裝置實(shí)現(xiàn)高效散熱。最后，基于封裝集成技術(shù)，研制出一臺(tái)全數(shù)字控制的2 kW、功率密度58.8 W/in3、CEC效率高達(dá)97.3%及最大效率98.3%的高功率密度單相逆變器。

碳化硅；高功率密度；硬開(kāi)關(guān)；單相逆變器；封裝集成技術(shù)

引言

單相逆變電源廣泛應(yīng)用于家用光伏、電動(dòng)汽車EV（electric vehicle）和航空航天等領(lǐng)域，而目前在這些應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)電源裝置提出了新的要求，體現(xiàn)在高效下實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)高效率同時(shí)提高單相逆變電源的功率密度，對(duì)節(jié)能減排和減小裝置的體積、造價(jià)、重量都具有重大意義，因此如何在高效下提高逆變電源的功率密度成為目前的研究熱點(diǎn)［1-4］。

提高開(kāi)關(guān)頻率是提高單相逆變電源功率密度最直接的方法。高開(kāi)關(guān)頻率可以減小無(wú)源元件的體積，但傳統(tǒng)硅基器件的導(dǎo)通電阻、結(jié)電容和反向恢復(fù)電荷較大，并且開(kāi)關(guān)速度較慢，這些特性導(dǎo)致硅基器件在高頻應(yīng)用中效率降低，不利于實(shí)現(xiàn)高效、高功率密度。然而伴隨著高頻、低損的寬禁帶半導(dǎo)體SiC功率器件的出現(xiàn)，直接提高開(kāi)關(guān)頻率可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率和提高功率密度。文獻(xiàn)［3］的DC/DC變換器和文獻(xiàn)［5］的船用充電電源和輔助電源已經(jīng)通過(guò)直接提高SiC器件的開(kāi)關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)了高效率和裝置功率密度的提高。

碳化硅（SiC）器件的結(jié)電容小、開(kāi)關(guān)速度高，因此在開(kāi)關(guān)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)極高的di/dt及dv/dt。在這種高di/dt及高dv/dt的工作條件下，過(guò)大的主回路寄生電感會(huì)使得器件兩端出現(xiàn)較大的電壓尖峰，并產(chǎn)生高頻開(kāi)關(guān)耦合、電磁干擾EMI和額外損耗，特別是過(guò)大的主回路及共源極電感會(huì)使得器件出現(xiàn)誤導(dǎo)通，造成橋臂直通損壞器件［6-7］，降低裝置可靠性，使得SiC器件的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到充分應(yīng)用。因此，需要降低回路的寄生參數(shù)，但傳統(tǒng)分立器件如TO-247封裝的MOSFET其引腳及封裝電感已達(dá)10~20 nH［8］，其寄生參數(shù)過(guò)大，無(wú)法滿足碳化硅（SiC）器件的高頻化應(yīng)用。近年來(lái)出現(xiàn)了基于封裝集成的各種低雜散參數(shù)、高性能的SiC模塊。文獻(xiàn)［8］提出了一種混合型的DBC加平板鍵合的封裝結(jié)構(gòu)，使得雜散電感顯著減小，僅為16 nH，但是其封裝工藝較為復(fù)雜；文獻(xiàn)［9］則提出了一種新型的基于PCB和 DBC的混合型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，尺寸為25.1 mm×18.8 mm，寄生電感量?jī)H為3.8 nH，但是由于沒(méi)有考慮回路布局上的優(yōu)化，使得雜散電感并未達(dá)到最優(yōu)，并且由于焊接連接點(diǎn)較少，可靠性較低。

相對(duì)于傳統(tǒng)的硅基器件，SiC器件雖然在高頻下?lián)p耗較小，但其芯片的散熱面積也小。如果系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致芯片的溫升過(guò)高，影響系統(tǒng)性能和可靠性，因此如何將芯片生成的熱量快速、有效地轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)高效散熱，是系統(tǒng)能否可靠運(yùn)行的關(guān)鍵之一。文獻(xiàn)［10］從散熱器與風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)和散風(fēng)道靜壓損失等方面進(jìn)行了熱仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了較好的散熱效果，但是沒(méi)有考慮到優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)布局和散熱器的翅片結(jié)構(gòu)；文獻(xiàn)［11］則考慮到散熱器的翅片間距、翅片數(shù)的影響，并通過(guò)考慮流過(guò)翅片的風(fēng)速優(yōu)化設(shè)計(jì)翅片間距，實(shí)現(xiàn)了較好的散熱效果，但是沒(méi)有深入研究散熱器的翅片數(shù)對(duì)熱阻的影響，未能達(dá)到更佳的散熱效果。

此外，由于單相逆變器直流側(cè)和交流側(cè)存在二次功率流動(dòng)，直流側(cè)會(huì)出現(xiàn)二次紋波，這些二次紋波會(huì)降低直流側(cè)電源的輸出效率、增大交流輸出電壓的畸變。為了抑制直流側(cè)二次紋波，傳統(tǒng)的方法是直流側(cè)并聯(lián)大電容，通過(guò)大電容上的小電壓波動(dòng)來(lái)補(bǔ)充和吸收所需要的二次紋波。但是其所需電容的容值和體積都非常大，不利于提高系統(tǒng)的功率密度。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)提出了許多替代并聯(lián)大電容的方法，其中直流側(cè)并聯(lián)Boost有源濾波器APF （active power filter），通過(guò)增大解耦電容上的電壓脈動(dòng)，可以明顯地減小解耦電容的體積［12-15］。

本文提出了一種基于SiC器件的混合封裝結(jié)構(gòu)。首先給出了直流并聯(lián)Boost APF抑制二次紋波的原理，并給出了該單相逆變器的控制策略；然后給出了基于碳化硅功率器件的半橋混合封裝結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，并通過(guò)Q3D提取模塊的寄生電感；再給出了散熱器和整機(jī)的熱設(shè)計(jì)及相應(yīng)的熱仿真結(jié)果；最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果證明該結(jié)構(gòu)極大地減小了電路中的寄生電感，使得SiC器件在高頻下發(fā)揮出良好的性能；通過(guò)對(duì)散熱器和整機(jī)熱流動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的高效散熱；并且采用直流側(cè)并聯(lián)Boost APF抑制直流側(cè)的二次脈動(dòng)，減小所需解耦電容的體積。

1　高功率密度的單相逆變器

1.1單相逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

圖1是單相逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其主電路由全橋逆變和Boost APF兩部分組成。全橋逆變部分實(shí)現(xiàn)DC/AC電能變換，Boost APF吸收直流側(cè)二次紋波，保證逆變器直流側(cè)的輸入電壓基本恒定，電容Cin用于吸收開(kāi)關(guān)頻率高次諧波。考慮到實(shí)際應(yīng)用中逆變器的直流供電側(cè)通常帶有內(nèi)阻抗，單相逆變器直流輸入側(cè)采用電壓源與電阻串聯(lián)供電來(lái)模擬實(shí)際應(yīng)用。

圖1　單相逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1　Topology structure of the single phase inverter

1.2控制原理及數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

直流側(cè)Boost-APF抑制二次紋波脈動(dòng)的基本原理是利用開(kāi)關(guān)管Qs1、Qs2對(duì)電容Ca充電或電容Ca放電，以吸收多余的功率和補(bǔ)充不足的功率，使直流輸入端輸入功率近似恒定。

直流側(cè)二次功率脈動(dòng)產(chǎn)生的原理如下。交流側(cè)電壓u0、電流i0為

式中：Um、Im分別為輸出電壓和電流基波峰值；ω為輸出電壓基波角頻率；ψ為功率因數(shù)角。

則交流側(cè)功率pac可表示為

則流進(jìn)逆變橋的電流iinv可表示為

式中Udc是直流母線電壓。

由式（2）、式（3）可知，交流側(cè)存在瞬時(shí)二次功率，反映到直流側(cè)就是直流側(cè)的二次紋波脈動(dòng)。為了抑制直流側(cè)的二次脈動(dòng)，本文采用直流側(cè)并聯(lián)Boost APF進(jìn)行消除。假設(shè)APF能完全補(bǔ)充二次功率，則流入APF的電流iAPF可表示為

因此，Boost APF中的輸出電容大小應(yīng)為

式中，Ua_max、Ua_min分別為電容工作是最大電壓和最小電壓。式（5）說(shuō)明解耦電容兩端電壓波動(dòng)和電壓平均值越大，則所需電容就越小。

圖2是該單相逆變器的控制策略；交流側(cè)采用輸出電壓有效值為外環(huán)，保證輸出電壓的有效值恒定；同時(shí)輸出電壓瞬時(shí)值為內(nèi)環(huán)，保證響應(yīng)速度；直流側(cè)Boost APF利用電壓平均值環(huán)調(diào)節(jié)占空比的平均值，電流環(huán)采用PR調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)占空比的波動(dòng)。Boost APF環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)采用相同的100 kHz開(kāi)關(guān)頻率。由于高開(kāi)關(guān)頻率，控制帶寬足夠，可通過(guò)每50 kHz改變Boost APF和逆變環(huán)節(jié)的輸出PWM信號(hào)，充分利用計(jì)算資源實(shí)現(xiàn)全數(shù)字控制，圖3是該單相逆變器中斷程序的流程。

圖2　單相逆變器的控制框圖Fig.2　Control block diagram of single phase inverter

圖3　中斷程序的流程Fig.3　Flow chart of interrupt program

2　碳化硅半橋混合封裝結(jié)構(gòu)

目前商用功率模塊的封裝結(jié)構(gòu)大致可分成鍵合結(jié)構(gòu)、平板結(jié)構(gòu)2種。其中鍵合結(jié)構(gòu)的工藝簡(jiǎn)單且可靠性高，但是其封裝尺寸大，寄生電感大，不適合應(yīng)用在高頻場(chǎng)合；平板結(jié)構(gòu)的寄生參數(shù)小、散熱性能好，但是工藝復(fù)雜，并且其極小電極之間的連接技術(shù)和電極材料的限制制約了平板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)合。目前發(fā)展起來(lái)的混合封裝結(jié)構(gòu)則結(jié)合了鍵合結(jié)構(gòu)和平板結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，其寄生參數(shù)小、工藝簡(jiǎn)單、可靠性高。

本文提出了一種新型的混合封裝結(jié)構(gòu)，圖4是該混合封裝半橋結(jié)構(gòu)的示意。該結(jié)構(gòu)是將DBC與PCB結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)帶有窗口的PCB板，將芯片內(nèi)嵌在PCB的窗口中，通過(guò)回流焊將芯片、DBC和PCB焊接在一起，再利用鍵合線實(shí)現(xiàn)芯片電極和PCB之間的電氣連接。該混合封裝結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減小了功率半橋模塊的體積。

圖4　半橋混合封裝結(jié)構(gòu)Fig.4　Hybrid packaging structure of the half-bridge

為了得到優(yōu)良的開(kāi)關(guān)性能，該半橋混合封裝結(jié)構(gòu)做了改進(jìn)，減小了模塊的寄生電感：①M(fèi)os管并聯(lián)SiC二極管，改善模塊的反向恢復(fù)特性；②優(yōu)化模塊中芯片位置，盡可能地減小模塊體積，最終2個(gè)MOSEFT和2個(gè)二極管所占總面積非常小，只有10 mm×20.5 mm；③通過(guò)橋臂上下管功率回路的互感抵消，減小主電路的雜散電感；④主回路與驅(qū)動(dòng)回路相互垂直，減小了驅(qū)動(dòng)回路和功率回路之間的耦合，并且驅(qū)動(dòng)回路采用Kelvin連接，極大地減小了主回路與驅(qū)動(dòng)回路的共源電感；⑤MOS管的g、s電極直接通過(guò)鍵合線連接到驅(qū)動(dòng)電路，減小了驅(qū)動(dòng)回路的引線電感。

半橋模塊的結(jié)構(gòu)示意如圖5所示，其相關(guān)參數(shù)如表1所示。根據(jù)圖5所示層次結(jié)構(gòu)和表1中每層對(duì)應(yīng)的材料與屬性，利用ANSYS的Q3D軟件建立如圖4（b）的三維仿真模型。由分析仿真結(jié)果得到該模塊主回路電感僅3.8 nH，共源電感幾乎為0，證明該模塊的寄生電感小。

圖5　半橋模塊的結(jié)構(gòu)示意Fig.5　Structure schematic diagram of the half-bridge module

表1　半橋模塊相關(guān)參數(shù)Tab.1　Parameters of half-bridge module

3　系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)

單相逆變器在工作過(guò)程中，開(kāi)關(guān)器件存在開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗，磁芯存在鐵損和銅損，電容也由于自身的串聯(lián)電阻ESR存在相應(yīng)的損耗。這些損耗在逆變器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的熱，使得各元件的工作溫度升高，嚴(yán)重影響逆變器的可靠性與工作壽命。所以為了使各元件能在較安全的溫度范圍內(nèi)工作并且保證冷卻部分的體積小，必須綜合考慮系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)，將熱量從各元件轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境中去。其中特別需要注意開(kāi)關(guān)器件的散熱，因?yàn)镾iC芯片的面積小，不利于有效散熱。芯片溫度升高會(huì)帶來(lái)芯片性能的下降，所以必須將芯片生成的熱量快速、有效地轉(zhuǎn)移到外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)高效散熱。

本文中芯片采用DBC+銅散熱器的直接散熱方式，圖6是直接散熱的示意，芯片焊接在DBC上，DBC再與銅散熱器通過(guò)硅脂連接；利用銅良好的導(dǎo)熱性，將芯片生成的熱量有效地轉(zhuǎn)移到散熱器，然后輻射到空氣中，達(dá)到有效散熱的目的，從而保證芯片工作在安全的溫度范圍內(nèi)。

圖6　芯片直接散熱的示意Fig.6　Structure schematic diagram of direct cooling

為了整體模塊的高效散熱，設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了散熱性能良好的材料，使得模塊的導(dǎo)熱能力大大提高、熱應(yīng)力減小、可靠性提高。本文DBC的陶瓷材料采用氮化鋁（AlN）替代傳統(tǒng)的Al2O3，因?yàn)锳lN相比于Al2O3不僅導(dǎo)熱系數(shù)高，而且熱膨脹系數(shù)較??；采用導(dǎo)熱系數(shù)高的銅散熱器和硅脂，改善散熱性能。同時(shí)針對(duì)散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)Flotherm的有限元仿真分析，對(duì)散熱器的高度、翅片數(shù)目和翅片間距等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大減小了模塊的熱阻?？紤]到該逆變器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，自然風(fēng)冷不能有效將熱量轉(zhuǎn)移到外部，實(shí)現(xiàn)高效散熱。本文還采用了強(qiáng)迫風(fēng)冷，加強(qiáng)整體的散熱能力。同時(shí)通過(guò)Flotherm的有限元仿真分析，優(yōu)化系統(tǒng)的整體布局、風(fēng)扇的位置和大小，最終只利用2個(gè)小風(fēng)扇（30 mm×30 mm×10 mm，功耗共1.2 W）就可以到達(dá)好的散熱效果。

此外考慮到開(kāi)關(guān)頻率高，電感上的紋波比較大，高頻損耗比較大，電感采用了高頻特性好的美磁MPP鐵粉芯材料，使得磁芯的鐵耗比較小、溫升小。

阻性負(fù)載下各部分的預(yù)測(cè)損耗如表2所示，各部件的材料熱導(dǎo)率如表3所示?；贑FD的三維熱分析軟件Flotherm，將環(huán)境溫度設(shè)為25℃，根據(jù)表2中主要器件在阻性滿載下的預(yù)測(cè)損耗和表3中各材料的屬性設(shè)置仿真條件，得到阻性滿載下整機(jī)的風(fēng)速分布和各部分的溫度分布，如圖7所示。由圖可見(jiàn)，各部分的溫度都低于90℃，機(jī)殼溫度低于60℃，說(shuō)明系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)比較理想。

表2　阻性滿載下各部分的預(yù)測(cè)損耗Tab.2　Predicting loss of each part under full resistive load

表3　材料熱導(dǎo)率Tab.3　Materials thermal conductivity properties

圖7　阻性滿載下熱仿真結(jié)果Fig.7　Thermal simulation results under full resistive load

4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖8是研制出的單相逆變器的整機(jī)樣品，整機(jī)功率為2 kVA，體積為34 in3，功率密度達(dá)到58.8 W/in3。表4是該逆變器的相關(guān)參數(shù)，表5是該逆變器中部分元件的型號(hào)。

圖8　逆變器的整機(jī)實(shí)物樣品Fig.8　Prototype of the inverter

表4　單相逆變器的相關(guān)參數(shù)Tab.4　Parameters of the single phase inverter

表5　逆變器中主要元件型號(hào)Tab.5　The type of main component of the inverter

圖9是逆變器工作在阻性滿載下的實(shí)驗(yàn)波形。由圖可見(jiàn)，阻性滿載下直流母線輸入電壓平均值為396 V，交流輸出電壓有效值235 V；阻性滿載下電壓THD為2.1%，輸出電壓畸變比較小；該逆變橋直流側(cè)電流二次紋波為12.5%，說(shuō)明Boost APF能較好地抑制二次紋波。

圖9　在阻性滿載下逆變器工作波形Fig.9　Working waveforms under full resistive load

圖10是在不同阻性負(fù)載下得到的整機(jī)效率效率曲線，其中滿載時(shí)效率為98.2%，峰值效率為98.3%，CEC效率高達(dá)到97.3%。

圖10　不同阻性負(fù)載下的效率曲線Fig.10　Efficiency curve under different resistive loads

圖11是利用紅外熱成像儀測(cè)得阻性滿載下單相逆變器主要部分的溫度分布，各部分的溫度均低于90℃，機(jī)殼溫度低于60℃，圖11（e）說(shuō)明仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。其中，Boost APF電容Ca是電解電容，對(duì)應(yīng)的ESR比較大，并且其電壓波動(dòng)大，發(fā)熱嚴(yán)重，電容Ca的溫度最高，達(dá)到了81.7℃。

圖11　阻性滿載下各部分溫度分布Fig.11　Temperature distribution of main component by thermography under full resistive load

5結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)單相逆變器的結(jié)構(gòu)、半橋模塊的封裝結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)散熱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使研制出的單相逆變器在100 kHz高頻、硬開(kāi)關(guān)下實(shí)現(xiàn)了較好的性能，提高了單相逆變器的功率密度。最終研制出體積為34 in3、功率密度為58.8 W/in3、最大效率為98.3%，CEC效率為97.3%和在滿載工作下各部分的穩(wěn)態(tài)工作溫度均不大于90℃的該單相逆變器。

但是該單相逆變器設(shè)計(jì)仍然有許多不足之處，如直流側(cè)Boost APF采用電解電容，發(fā)熱嚴(yán)重；直流側(cè)Boost APF所占體積較大，制約了單相逆變器功率密度的提高；Boost APF自身結(jié)構(gòu)帶來(lái)的4次功率脈動(dòng)，影響了整體的補(bǔ)償效果；同時(shí)本文的單相逆變器暫時(shí)沒(méi)有考慮輸入、輸出的EMI問(wèn)題。

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SiC Single Phase Inverter with High Power Density Based on Packaging Integration Technology

LI Yuxiong1，3，HUANG Zhizhao1，3，F(xiàn)ANG JianMing2，3，CHEN Cai1，3，KANG Yong1，3
（1.School of Electrical and Electronic Engineering，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China；2.School of Physics，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China；3.State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Engineering and Technology，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China）

With the increasing demand for single phase inverter with high power density in household photovoltaic system，electric vehicle（EV）and aerospace，a single phase inverter with high power density is presented in this paper based on a new type of silicon carbide（SiC）power integration module.The single-phase inverter uses DC Boost APF instead of DC side capacitance to absorb the low frequency ripple，which can reduce the volume of decoupling capacitance；utilizes wide band gap devices SiC whose advantages is less loss at high switching frequency and increases switching frequency of boost APF and inverter up to 100 kHz，which can further reduce the size of the passive components；and puts forward a novel SiC half bridge hybrid packaging structure with high power density and low stray inductance，which is only 10 mm×20.5 mm in size and can greatly reduce the stray inductance so that the stress of switching devices，switching loss and EMI can be significantly reduced；uses direct cooling structure and optimizes heat sink and heat flow design，whichmakesthedevicetorealizeefficientheat dissipation.Finallybasedonpackagingintegration technology，a single-phase inverter with high power density is developed，Whose power is 2 kW，power density reachs 58.8 Win3，CEC efficiency reachs 97.3% and maximum efficiency reachs 98.3%.

SiC；high power density；hard switching；single phase inverter；packaging integration technology

李宇雄

10.13234/j.issn.2095-2805.2016.4.103

TM 464

A

2016-03-07 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目（5150706 9）；臺(tái)達(dá)電力電子科教發(fā)展計(jì)劃青年基金資助項(xiàng)目（DREG2 015009） Project Supported by the National Natural Science Foundation of China for Distinguished Young Scholars（51507069）；the Power Electronics Science and Education Development Program of Delta Environmental and Educational Foundation（DREG2015 009）

李宇雄（1993-），男，碩士研究生，研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體封裝集成及其應(yīng)用，E-mail：yuxiongli@hust.edu.cn。

黃志召（1993-），男，博士研究生，研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體封裝集成及其應(yīng)用，E-mail：Zhizhao Huang@hust.edu.cn。

方建明（1990-），男，碩士研究生，研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體集成模塊的熱管理，E-mail：fangjm08@126.com。

陳材（1985-），男，通信作者，博士，研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體封裝集成及其應(yīng)用，E-mail：caichen@hust.edu.cn。

康勇（1965-），男，博士，教授，研究方向：寬禁帶半導(dǎo)體封裝集成及其應(yīng)用，E-mail：ykang@mail.hust.edu.cn。