基于多物理场耦合的功率模块封装优化设计

闫志豪1, 鲍婕1, 周云艳1, 王星辰1
1黄山学院
发布日期 2025

SiC逆变模块以其高效能、高开关频率及良好的热稳定性,成为提升电动车辆动力性能和热管理效率的理想选择。如何在加速爬坡、重载运输等极端运行工况下确保功率模块的有效散热,同时严格限制寄生电感的提高,成为当前SiC逆变模块封装设计亟待解决的技术难题。本研究使用COMSOL 6.0构建了车规级半桥模块的多物理场耦合模型,采用了传热模块、AC/DC模块,重点研究了模块端子和芯片布局优化对散热性能的影响以及寄生电感抑制策略。建立三维半桥模型,集成SiC芯片、覆铜陶瓷基板、散热器等主要组件,瞬态分析模块的温度分布和变化规律,并计算功率回路的寄生电感。以热阻最小化为目标,通过参数化扫描对比不同输出端子和芯片排列方式、覆铜陶瓷基板各层厚度变化、散热器针翅形状及排列、冷却液流速等对散热效率的影响。同时分析了功率回路的路径长度、结构对寄生电感的影响规律,提出了一种低电感布局的封装结构设计。

Baidu
map