术语表
交流电(AC)
交流电(AC)是一种周期性改变方向的电流,在给定时间间隔内先沿一个方向流动,随后反向流动。它对实现长距离高效能源传输至关重要,并能通过变压器调节电压以适应不同应用场景。
氧化铝(Al₂O₃)
氧化铝(Al₂O₃)是一种具有高导热性和优良电绝缘性能的陶瓷材料。 该材料因其优异的电气绝缘性能和导热性,常被用于功率模块的基板部件。
氮化铝(AlN)
氮化铝(AlN)是一种高性能陶瓷材料。其在功率模块中的应用价值在于,能够在保持电绝缘性的同时高效散热,非常适用于大功率电子器件场景。
裸片
裸片是指从晶圆上切割下来、未经封装的小块半导体材料,内含集成电路或晶体管。
制动斩波器
制动斩波器是电力电子领域中的一种装置,用于快速切断电路中的电流,从而有效控制输送到负载的功率。其对于功率模块的意义在于,能够通过快速响应负载条件变化,提升功率转换系统的效率和可靠性。
整流器-逆变器-制动单元 (CIB)
整流器-逆变器-制动单元 (CIB) 模块将三大功率转换环节集成于单一封装:整流器、逆变器和制动单元(斩波器)。 整流器负责建立直流母线电压,而逆变器则为负载生成三相交流输出电压。集成式制动斩波器可对再生能量进行受控耗散,防止直流母线在减速或负载瞬变工况下出现过压。
热膨胀系数(CTE)
热膨胀系数(CTE)用于衡量材料随温度变化而产生的膨胀或收缩程度。在功率模块中,热膨胀系数至关重要,因为不同材料间的热膨胀失配会产生机械应力,长期使用可能导致模块失效或可靠性下降。
直流电(DC)
直流电(DC)是一种电荷沿单一方向流动的电力形式。与交流电不同,直流电保持恒定极性且通常具有稳定电压水平,非常适合为电子电路和储能系统供电。
直接覆铜技术(DCB)
直接覆铜技术(DCB)是一种基板工艺,将铜层永久结合在陶瓷基板上,为高功率半导体器件提供坚固的载体平台。该工艺可形成导热绝缘结构,适用于管理高热量与大电流。
双面冷却
双面冷却是一种热管理技术,通过同时从元器件的顶部和底部表面散热,提升整体散热效率。在功率模块中,该技术可有效管理高热负荷、减小对大型散热系统的需求,从而提升元器件性能、可靠性和功率密度。
电磁兼容性(EMC)
电磁兼容性(EMC)是指电气设备在运行时不通过电磁干扰影响其他设备,同时自身也能抵御此类干扰的能力。
电磁干扰(EMI)
电磁干扰(EMI)是指外部电磁场或邻近电子设备产生的噪声对电信号造成的干扰。
EOFF
功率器件关断阶段耗散能量(EOFF)是指晶体管等功率器件从“导通”状态切换至“关断”状态时以热能形式散失的能量。在功率模块中,尤其在高频或大功率应用场景下,降低EOFF对提升效率和缓解热管理压力至关重要。
EON
功率器件导通阶段耗散能量(EON)是指功率器件从”关断“状态切换至”导通“状态时以热能形式散失的能量。在功率模块中,尤其在高速开关应用场景下(能量损耗会显著累积),降低EON对提升效率和确保可靠运行至关重要。
场效应晶体管(FET)
场效应晶体管(FET)是一种利用施加在栅极端子上的电场来控制半导体沟道中电流流动的晶体管。场效应晶体管因其高效能和快速开关特性,在功率模块中得到广泛应用。
续流二极管(FWD)
续流二极管(FWD)是一种跨接在电路感性负载两端的二极管,当电源断开时可为电流提供通路,从而防止产生电压尖峰。在功率模块中,续流二极管(FWD)发挥着关键作用,可保护晶体管等开关器件免受感性负载造成的损坏,提升模块的整体效率和可靠性。
氮化镓(GaN)
氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体材料,以高效率、快速开关特性著称。其在功率模块中尤为重要,可实现更小体积、更高能效的功率转换器,提升数据中心和可再生能源系统等高频率应用场景的性能表现。
H6.5
H6.5拓扑是一种无变压器单相逆变器架构,广泛应用于并网光伏(PV)系统。它是对传统HERIC拓扑的改进,旨在进一步降低开关损耗和漏电流,同时保持高效率与简洁的调制/控制策略。
高效可靠逆变器概念 (HERIC)
HERIC拓扑(高效可靠逆变器概念)是一种用于并网光伏(PV)系统的无变压器单相逆变器架构拓扑结构。其开发目标是实现高效率、低漏电流和低开关损耗,同时确保符合无变压器运行的相关法规要求。
I²t (电流平方时间积)
i²t(电流平方时间积)”表示给定时间段内电流平方的累积效应,常用于量化电气元件因电阻发热而产生的热能。
Ic (集电极电流 [A])
“集电极电流(直流电流)[A]”是指流经电子电路中晶体管集电极端的直流电流量。
ICRM (重复峰值集电极电流)
重复峰值集电极电流是指在重复脉冲条件下,功率半导体器件集电极可通过的、且不超出其热极限与电气极限的最大电流。
正向导通浪涌电流( (IFSM)
正向导通浪涌电流(IFSM)指二极管或晶闸管等功率半导体器件在短时间内可导通、且不会造成器件损坏的最大峰值电流。I
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种半导体开关器件,兼具MOSFET的高输入阻抗控制特性与双极型晶体管的大电流、低损耗导通能力。
智能功率模块(IPM)
智能功率模块(IPM)将功率开关、栅极驱动和保护电路集成于单一封装内,是PIM的智能版本。整流器建立直流母线,逆变器则向负载输出稳定的三相交流电。模块内置栅极驱动器、保护逻辑电路和传感功能,可管控开关动作,防止过流、短路及其他故障。
Irrm (反向恢复峰值电流)
反向恢复峰值电流是指二极管或类似器件从正向导通切换至反向阻断时,反向流动的最大电流。
结型场效应晶体管(JFET)
结型场效应晶体管(JFET)是一种通过反向偏置p-n结调控电流的压控型半导体器件。其工作原理是通过在栅极上施加电场,调控狭窄半导体沟道的导电性。
低电压穿越 (LVRT)
低电压穿越(LVRT)是指光伏逆变器等发电设备在电网电压短暂跌落时保持并网运行的能力,可保障电网稳定。
改进型中点钳位 (MNPC)
MNPC(改进型中点钳位)拓扑是经典NPC三电平逆变器的演进版本。该拓扑通过精简电流路径中的元件数量,实现低失真输出波形,降低dv/dt应力,并优化热分布性能。其主动控制的中性点连接可实现更优的电压平衡,并支持先进调制方案,确保在各类负载工况下稳定运行。
金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是一种电压控制型半导体器件,用于切换或放大电信号。其工作原理是通过在绝缘栅极结构上施加电场,调控半导体沟道的导电性。
最大功率点(MPP)
最大功率点(MPP)是指太阳能电池板等电力系统能够产生最高功率输出的精确工作状态。
中点钳位 (NPC)
中点钳位 (NPC)拓扑是一种三电平逆变器结构,相比两电平逆变器,它能降低谐波失真、减少滤波需求并提升整体电能质量。其基于二极管的钳位结构支持高效的中频开关切换,通过无源电压平衡提升可靠性,并能在各种负载工况下稳定运行。NPC逆变器具备较低的dv/dt、更小的开关损耗以及成熟的设计,使其适用于中压驱动、可再生能源转换系统、不间断电源以及大功率工业应用领域。
负温度系数(NTC)
负温度系数(NTC)是指材料的电阻随温度升高而降低的特性。
印刷电路板(PCB)
印刷电路板(PCB)是在非导电基板上蚀刻出导电路径,实现电子元器件的电气连接与机械支撑的平板状部件。
相变材料(PCM)
相变材料(PCM)是一种在固态与液态之间转变时吸收或释放热量的物质,可通过储存热能来实现温度调节。在功率模块中,相变材料具有重要作用,它有助于消散多余热量,通过防止过热提升元件性能并延长元件使用寿命。
功率因数校正(PFC)
功率因数校正(PFC)是将电气系统的功率因数调整至接近1的过程,通过减小电压与电流之间的相位差来提高电能使用效率。
功率集成模块(PIM)
功率集成模块(PIM)是一种高度集成的功率模块,将多种功能整合于单一模块中。通过整合整流器、逆变器和制动电路等组件,功率集成模块可简化设计、缩小体积并提升散热性能。
正温度系数(PTC)
正温度系数(PTC)是指材料的电阻随温度升高而增大的特性。
总功耗 (Ptot)
总功耗是指系统或元器件在运行过程中以热能形式损耗的总能量。在功率模块中,该参数关重要,因为功耗过大会降低效率并导致过热,可能损坏元件并影响系统可靠性。
脉冲宽度调制(PWM)
脉冲宽度调制(PWM)是一种通过周期性改变电压脉冲宽度,来控制输送到电气设备功率大小的控制技术。
Rds(on)
导通电阻(Rds(on))指MOSFET处于完全导通状态时,漏极与源极之间的导通电阻。它表示器件在导通并在规定的栅极驱动条件下工作时,漏极与源极之间的有效电阻。
欧盟第1907/2006号法规《化学品注册、评估、授权和限制》(REACH)
欧盟第1907/2006号法规《化学品注册、评估、授权和限制》(REACH)是一项保障化学品安全使用的法规框架,要求制造商和进口商对化学品风险开展评估与管理。该法规与功率模块相关,可确保产品符合安全标准,降低元器件中有害物质的风险,同时保障环境与用户安全。
栅极电路电阻(RG)
栅极电路电阻(RG)是指功率半导体器件栅极驱动电路中的电阻,会影响器件的开关速度和稳定性。
内部栅极电阻(RGint)
内部栅极电阻(RGint)是功率模块栅极电路中的固有电阻,会影响开关速度及运行时的能量损耗。它对功率模块至关重要,因为它会影响着开关性能、热管理以及整体系统效率。
欧盟第2011/65号指令《限制某些有害物质限制》(RoHS)
欧盟第2011/65号指令《限制某些有害物质限制》(RoHS)对电气和电子设备中铅、汞等特定有害物质的使用进行限制,以降低其对环境与健康的危害。功率模块必须符合RoHS指令要求,以确保产品安全、环保,并符合欧盟市场准入要求。
热阻 (Rth)
热阻(Rth)是衡量材料或元件阻碍热量传递能力的参数,通常以℃/W为单位表示。在功率模块中,热阻是决定散热效率的关键参数,会影响模块在高功率负载下的可靠性与性能表现。
可控硅整流器(SCR)
可控硅整流器(SCR),又称晶闸管,是一种半导体开关器件,通过触发后锁定导通状态,起到控制大功率电流的作用。
硅(Si)
硅(Si)是一种化学元素,也是半导体材料,因其优异的导电控制能力而被广泛应用于电子领域。
碳化硅(SiC)
碳化硅(SiC)是一种坚硬、热稳定性好且电学性能优异的半导体材料,广泛应用于高性能电子领域。其高效能、优异的导热性及耐高压特性,对于提升电力电子应用的性能与能效至关重要。
开关模式电源(SMPS)
开关模式电源(SMPS)是一种高效节能的电子功率转换器,通过高频开关技术实现电能的调节与转换。
单面冷却(SSC)
单面冷却(SSC)是一种热管理技术,仅从电子元件(如功率模块)的单侧进行散热。该技术适用于功率模块,可在紧凑系统中简化设计、降低制造成本,同时保持高效散热性能。
环境温度(Ta)
环境温度(Ta)是指器件或系统所处周围环境的温度。
关断延迟时间 (td(off))
关断延迟时间(td(off))是指从移除栅极信号到功率器件开始由导通状态转为关断状态之间的时间间隔。
导通延迟时间 (td(on))
导通延迟时间(td(on)是指从施加输入信号到器件或功率模块开始导通之间的时间间隔。
下降时间 (tf)
下降时间(tf)是指信号或电压从高电平降至低电平所需的时间,通常在峰值幅度的90%至10%区间内测量。
导热界面材料(TIM)
导热界面材料(TIM)是一种涂覆于两个接触表面之间的物质,通过填充微观间隙并提升导热性能来增强热传导效率。在功率模块中,导热界面材料对于高效散发半导体等元器件的热量至关重要,可确保最佳性能并防止过热。
结温 (tj)
结温指的是晶体管、二极管等元器件内部半导体材料在最热点处的温度。对于功率模块而言,结温管理至关重要,因为过热会降低性能、缩短使用寿命,甚至可能导致模块故障。
最高结温 (tj,max)
最高结温是指器件半导体结在不面临损坏或失效风险的情况下可安全达到的最高温度。在功率模块中,将结温控制在限值以下对于确保模块在高负载工况下的可靠性能和长久寿命至关重要。
关断时间 (toff)
关断时间(toff)是指功率晶体管在接收控制信号后,从导通状态切换到关断状态所需的时间。
导通时间(ton)
导通时间(ton)是指功率器件(如晶体管)在接收控制信号后,从关断状态完全切换到导通状态所需的时间。
上升时间 (tr)
上升时间是指信号从指定低电平上升到高电平所需的时间,通常在其最大幅度的10%至90%区间内测量。
反向恢复时间 (trr)
反向恢复时间是指二极管在电流中断后,从正向导通状态切换到反向阻断状态所需的时间。在功率模块中,更短的反向恢复时间能降低损耗、提升效率,并减少不必要的热量产生,这对高速开关应用至关重要。
短路间隔 (tsc)
短路间隔是指电路中检测到短路故障并完成故障清除以防止损坏的持续时间。在电力电子器件中,合理管控短路间隔,可防止因短路持续时间过长导致元器件过热或失效。
不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是一种电力设备,旨在当主电源中断或不稳定时,为连接的设备提供即时备用电力。
集电极-发射极电压 (VCES)
集电极-发射极电压(VCES)是指晶体管集电极与发射极之间的电压差,通常用于控制器件中的电流流动。
栅极-发射极电压[V] (VGES)
栅极-发射极电压[V]是指晶体管(通常是场效应晶体管FET)栅极与发射极之间的电压差,用于控制其开关动作。是指晶体管(通常是场效应晶体管FET)栅极与发射极之间的电压差,用于控制其开关动作。
零电流开关(ZCS)
零电流开关(ZCS)是一种电力电子控制技术,使功率器件在两端电流为零时完成导通或关断操作,从而降低开关损耗和电磁干扰。
瞬态热阻抗 (Zth)
瞬态热阻抗用于衡量功率模块温度随时间对功耗快速变化的响应能力。该参数是评估功率模块动态工况下散热性能、运行可靠性的关键指标,可有效防止过热和故障发生。
零电压开关(ZVS)
零电压开关(ZVS)是一种电力电子控制技术,使功率器件在两端电压为零时完成导通或关断操作,从而显著降低开关损耗。