摘要：为适应柔性直流变流器传输容量不断提高的应用需求,电网用大功率低损耗的IGBT模块成为发展趋势。本文介绍了一种4 500 V/5 000 A IGBT模块,通过自对准N型增强层的大面积IGBT元胞设计,提高了多芯片并联的压接模块的静动态性能,采用P和N场限制环加多级场板的终端结构保证了模块高耐压和低漏电,优化芯片工艺适配压接封装需求。封装的4 500 V/5 000 A IGBT压接模块常温下的饱和压降(V_(CEsat))为2.4 V;高温125℃下,V_(CEsat)为3.12 V,集电极和发射极间的漏电流只有18.78 mA。当频率为100~150 Hz时,静动态总损耗比竞争产品低2%左右,并且模块通过了125℃下的短路安全工作区测试、反向偏置关断安全工作区测试和反向偏置测试。

摘要：为实现满足电网应用要求的短路能力强、反向偏置安全工作区大、工作结温高的3300 V高压绝缘栅场效应晶体管模块,提出了一种具有N型增强层的IGBT元胞结构,采用P型隔离区的元胞布局结构和台阶形场板的保护环结构的IGBT设计。基于203.2 mm(8英寸)平面栅IGBT加工工艺,制作出的芯片封装成3300 V/1500 A的IGBT模块。模块常温下的饱和压降(VCEsat)为2.55 V,动态总损耗(Etot)为5236 mJ;高温150℃下的VCEsat为3.3 V,集电极和发射极间的漏电流(ICES)只有38 mA,Etot为7157 mJ。在常温时,当栅极和发射极电压(VGE)为18.5 V的条件下,模块通过了一类短路测试。在150℃下,模块通过了2.5倍额定电流的反向偏置关断测试。

摘要：为了满足4500 V快恢复二极管(Fast recovery diode,FRD)反向偏置漏电低、反向恢复软度大的应用要求,介绍了一种新的FRD设计方法。该设计通过优化阳极掺杂,采用轻离子辐照和电子辐照相结合的寿命控制方式来增加FRD的反向恢复软度,降低FRD的元胞漏电流,并通过台阶形场板保护环结构来降低保护环的漏电流。采用203.2 mm(8英寸)平面栅加工工艺制作芯片并封装成4500 V/3000 A FRD模块,模块在高温125℃下的正向压降为3.1 V,反向偏置漏电流为10 mA,反向恢复能量为5300 mJ,反向恢复软度为1.24,反向恢复电流下降速度为6000 A/μs时,承受的极限功率可达8 MW。

摘要：采用铝合金面板-硬质聚氨酯泡沫夹芯的复合式夹层构型,设计了一种用于低温火箭推进剂贮箱的共底结构,其具有轻量化、易于制造、承载/隔热一体化的特点。通过数值模拟手段,对该共底的隔热效果、结构稳定性及热力耦合问题进行分析。结果表明,该共底满足低温液氢/液氧贮箱隔热要求,在0.342 MPa压差下不失稳,单箱打压低于0.5 MPa时材料不失效。此结构的设计分析可为新型低温贮箱共底的设计提供技术支持。

摘要：本文详细讨论了VDMOS终端保护环结构各部分,即保护环、保护环间隙和场板的作用及设计方法。结合600V VDMOS的外延电阻率和厚度,一种600V VDMOS终端保护环结构被成功设计出来。

摘要：为了满足3300 V FRD反向漏电低,反向恢复软度大的应用要求,本文介绍了一种新的FRD设计。该设计通过优化阳极掺杂,采用轻离子辐照和电子辐照相结合的寿命控制方式来增加FRD的反向恢复软度,降低FRD的漏电流,通过台阶形场板保护环结构来降低保护环的漏电流。采用8英寸平面栅加工工艺得到的芯片封装成了3300 V/1500 A FRD模块。模块在高温150℃下的V_(F)为2.18 V,漏电流I_(R)为10 mA,反向恢复能量(E_(rec))为1665 mJ,关断软度为3.67,反向恢复极限di/dt为8000A/us时承受的功率可达3210 kW。

摘要：随着复合材料结构健康监测技术的广泛应用,基于先进传感与数据挖掘技术的结构损伤识别已成为国内外的研究热点问题。本文以机器学习理论技术为基础,对复合材料结构受拉伸疲劳载荷造成的损伤进行定量化识别分析和研究,针对结构疲劳损伤监测数据之间存在的时序相关性,构建出基于随机森林的结构损伤识别模型,为复合材料结构健康监测分析提供了新的思路和方法。主要研究内容如下:提取不同路径的信号特征信息,包括信号能量,信号峰值,信号主峰到达时间。选择MSE作为不纯度函数,设计并构建了一种基于随机森林的结构损伤识别模型;为了验证本文所提出的基于机器学习的复合材料结构损伤识别模型的有效性,以Bookshelf框架结构数据为基准进行对比试验分析。结果表明:基于信号能量,信号峰值,信号主峰到达时间特征的随机森林结构损伤识别模型可以有效识别与预测损伤。本文试验数据来自NASA与斯坦福大学进行的联合损伤表征试验。

摘要：本文借助于典型的绝缘栅双极晶体管(IGBTs)短路安全工作区(SCSOA)的测试曲线,分析了SCSOA测试对IGBTs器件参数的要求,得出了改善IGBTs短路安全工作区性能需要优化IGBTs电容,饱和电流和抗闩锁能力的结论。采用该结论优化设计的3300V/50A芯片顺利通过了SCSOA测试。

摘要：为了保证火箭贮箱结构在存储过程中的完整性,需要开发适用于低温环境的贮箱结构在役结构健康监测传感器系统。该文进行了一系列低温测试试验。首先,利用长期监测试验考察了长期处于低温环境下的压电晶片传感器和粘接剂的性能退化情况,以表征其低温耐久性;然后,利用低温/常温剪切强度试验测试了不同种类粘接剂在贮箱结构使用环境下的抗高应变性能;最后,通过不同温度(室温^-180℃)下的Lamb信号收发试验评估了不同传感器系统的低温工作性能。实验结果表明,选用的粘接剂在低温下的力学性能和耐久性较好,压电晶片传感器在低温下耐久性良好。该文设计的传感器系统可用于火箭贮箱结构低温监测。

摘要：一种绝缘栅双极晶体管模块在做反向偏置安全工作区测试时,器件在较低的关断电流下就发生了损坏。失效分析显示失效区的位置靠近栅极条区。模拟显示失效区处元胞结构并非对称,而正常元胞结构是对称的,由此造成了该处元胞的闩锁电流密度比对称结构元胞的闩锁电流密度低。因此,元胞结构的一致性不好是RBSOA关断电流低的原因。通过修改版图设计,使工作区元胞结构一致。对改版后的芯片封装后进行RBSOA测试,结果显示安全关断电流有明显提高。