|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
高压大功率半导体器件IGCT
1. 痛点问题
功率半导体是支撑能源领域发展的核心部件。为实现3060双碳目标，我国正在超常规推动新能源发电、大容量输配电和电气化交通等领域，对电压等级4.5kV以上的功率器件需求急速增长。提高器件电压和容量可以减少器件串并联数量、缩减装备体积和成本，是解决城市用地紧张、降低海上风电平台建设成本的关键。然而，受工作机理和制备工艺限制，IGBT器件最大功率等级为4.5kV/3kA和6.5kV/0.75kA，已接近瓶颈，无法满足能源发展需求。因此，亟需更高电压、更大容量、更高可靠性和更低制造成本的功率半导体器件解决方案。
2020年，中国功率半导体市场规模达2000亿元，但90%以上依赖进口，尤其是4.5kV以上器件，近乎全部进口。亟需寻求自主可控的功率半导体器件国产替代方案。
2. 解决方案
本技术面向新能源发电和输配电领域大容量、高可靠的需求，提出了自主化IGCT器件（集成门极换流晶闸管）的设计、制备和驱动控制方案，可以提高阻断电压和关断电流能力、降低器件运行损耗，且可以结合应用工况开展定制优化，如改善器件防爆特性、解决高压装置中的驱动供电问题等，从而实现大容量、高可靠、低成本、高效率的能量管理和功率变换。
目前团队已研制出4.5kV/5kA和6.5kV/4kA的IGCT器件，功率等级全面覆盖IGBT，且具有向更大容量发展的潜力。与IGBT、MOSFET等晶体管器件相比，本技术提出的IGCT具有通态损耗低、耐受电压高、可靠性高、抗干扰能力强等突出优势，符合能源发展趋势，且制造工艺沿用基本沿用传统的晶闸管路线，制造成本低，国内工艺基础好。
清华大学
2021-10-26
一种光功率分束器
本发明公开了一种光功率分束器，包括衬底以及在衬底上自下 而上依次排列的包层、下导波层和上导波层；上导波层为图形层，沿 水平面上向右方向依次刻蚀有输入波导、准直透镜、光束整形透镜组、 相移光栅、傅里叶变换透镜、第一相位补偿结构、直流分量相移器、 第二相位补偿结构和输出波导阵列；其中，准直透镜、光束整形透镜 组、相移光栅、傅里叶变换透镜、第一相位补偿结构、直流分量相移 器和第二相位补偿结构的厚度相同；输入波导和输出波导阵
华中科技大学
2021-04-14
超高功率电弧炉冶炼工艺优化
目前国内由于电费、废钢昂贵，电炉一般需要添加铁水才能保证其经济性，添加铁水量受到铁水供应的影响，较难保证铁水兑入比例的稳定性。采用全废钢冶炼时，各个钢厂都有固定的供氧、供电、造渣制度，冶炼节奏稳定。但添加铁水，尤其是铁水兑入比例不稳定，导致冶炼工艺不容易掌握，电炉炉长对工艺的理解不够，全凭经验操作，冶炼指标受到极大影响。主要体现在：冶炼周期长、电耗高，石灰、氧气、天然气等辅料消耗高。以某厂 110t 超高功率电炉为例：在工艺优化前，电炉兑入铁水比例在 40%
江苏大学
2021-04-14
新型大功率能源装置－超级电容
研究内容及用途： 超级电容器是一种大功率密度 （> 1 kW/kg ）的新型 能 量 存储 装 置 。 电 化 学 超 级 电 容 器 (Electrochemical Supercapacitor or Ultracapacitor) 通常由两个电极组成，中间充有电解质，并由可允许离子导 电的隔膜分开。电极与电解质界面存在双电层电容，当电极采用大表面， 多孔材料时，其电容值可达几百法拉第每克 (> 10
南昌大学
2021-04-14
多频远程超声功率驱动源
超声电机、超声清洗和超声加工等领域，超声功率驱动源是关键部件之一。本实验室长期从事超声电子研究，先后研制出多种超声功率驱动电路，如多路输入合成超声驱动电源，频率在20kHz-200kHz之间可产生任意波形，不需要变压器耦合，适合科学研究；远程频率自动跟踪超声电机驱动控制器，可通过互联网远程控制和监测超声电机输出特性等。
上海交通大学
2021-04-13
50KW大功率并网逆变器
最大输出功率: 55kW；额定交流输出功率: 50kW；额定电网电压: 三相三线，270/315Vac（±10%）；最大输出交流电流: 118A；电网频率范围: 47-52Hz；电网电流谐波畸变率: <3%。
扬州大学
2021-04-14
Si基GaN功率半导体及其集成技术
随着便携式电子设备的快速发展，将微型电子设备运用到可穿戴设备或者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器件的重要性也愈加凸显，如何解决柔性电子设备的储能问题，是实现这些可能性的重要因素之一。 本成果设计并制备了一种新型柔性微型超级电容器，其具有制备工艺简单，成本较低，适用于各种粉末状电极材料等特点。
电子科技大学
2021-04-10
Si基GaN功率半导体及其集成技术
电子科技大学功率集成技术实验室（Power Integrated Technology Lab.-PITEL）自2008年就已经开展Si基GaN(GaN-on-Si)功率器件的研究，是国内最早开展GaN-on-Si功率半导体技术研究的团队。近年来在分立功率器件如功率整流器、增强型功率晶体管及其集成技术方面取得了突出的研究成果。2008年在被誉为“器件奥林匹克”的国际顶级会议IEDM上报道了GaN-on-Si开关模式Boost转换器，国际上首次实现了GaN-on-Si单片集成增强型功率晶体管和功率整流器
电子科技大学
2021-04-10
大功率 LED 封装及热管理技术
成果的背景及主要用途： 对于大功率白光 LED(半导体发光二极管），由于其工作电流大和工作电压高， 在其工作过程中会产生很多热量，在现有的封装技术下，不能提供足够的散热能 力来维持极限条件下的可靠运行，大功率 LED 连接成为瓶颈，而解决这一问题 的根本方法在于改善芯片级互连材料的散热能力。 技术原理与工艺流程简介： 采用纳米银焊膏的低温烧结技术，利用其纳米银低熔点的性能，使烧结温度 降低到 280℃，而烧结后银连接具有高熔点（960℃）、高导电和高导热性能，非 常适合高温功率电子器件的长期可靠性运行。 以大功率 1W LED 芯片封装为例，测试表明对于三种热界面材料银浆(silver epoxy)，锡银铜焊膏(solder paste)，和钠米银焊膏（silver paste），由于钠米银焊 膏的高导热性，在大电流下发光效率提高 7~10%，说明散热效率提高，有效地 降低了结温。目前课题组已完成 25W 的 LED 模块封装。 技术水平及专利与获奖情况： 获发明专利“以纳米银焊膏低温烧结封装连接大功率 LED 的方法”，发明专 利 ZL200610014157.5，授权日：2008.11.19。 应用前景分析及效益预测： 此项技术可以用于大功率 LED 芯片的封装，具有广阔的市场前景，进一步 可以推广到大功率半导体激光器的封装中。 应用领域：电子封装 技术转化条件： 本项目组在电子器件的热管理方面也具有丰富的经验，可进行电子封装的热 分析及热管理设计。 合作方式及条件：根据具体情况面议 20 耐高温、耐高湿电子封装材料
天津大学
2021-04-11
高频高功率密度GaN栅驱动电路
作为第三代半导体代表性器件.硅基GaN开关器件由于具有更小的FOM.能够把开关频率推到MHz应用范围，突破了传统电源功率密度和效率瓶颈(功率密度提高5-10倍).且具有成本优势，满足未来通信、计算电源、汽车电子等各方面需求,开展相关领域的研究对我国在下一代电力电子器件产业的全球竞争中实现弯道超车,具有重要意义。然而,器件物理特殊性需要定制化栅驱动电路和采用先进的环路控制策略，最大程度提高GaN开关应用的可靠性,发挥其高频优势。
电子科技大学
2021-04-10