李宇雄，黄志召，方建明，陈　材，康　勇

（1.华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074；2.华中科技大学物理学院，武汉430074；3.华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉430074）

基于封装集成技术的高功率密度碳化硅单相逆变器

李宇雄1，3，黄志召1，3，方建明2，3，陈材1，3，康勇1，3

（1.华中科技大学电气与电子工程学院，武汉430074；2.华中科技大学物理学院，武汉430074；3.华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室，武汉430074）

针对目前家用光伏系统、电动汽车（EV）和航空航天等领域中对单相逆变器的高功率密度需求，首先提出了一种基于新型碳化硅（SiC）功率模块的高功率密度单相集成逆变器。该单相逆变器采用直流侧并联Boost APF抑制二次纹波，以此减小直流侧电容；采用高频低损的新型宽禁带SiC器件，将boost APF和逆变器的开关频率提高到100 kHz，显著地减小无源元件的体积。再提出一种新型高功率密度低感全SiC半桥混合封装结构，其尺寸仅为10 mm×20.5 mm，可以极大地减小杂散电感，显著降低了器件的开关应力、EMI干扰及开关损耗；通过采用直接散热结构，并对散热器及整机热流动进行优化设计，使得装置实现高效散热。最后，基于封装集成技术，研制出一台全数字控制的2 kW、功率密度58.8 W/in3、CEC效率高达97.3%及最大效率98.3%的高功率密度单相逆变器。

碳化硅；高功率密度；硬开关；单相逆变器；封装集成技术

引言

单相逆变电源广泛应用于家用光伏、电动汽车EV（electric vehicle）和航空航天等领域，而目前在这些应用领域，对电源装置提出了新的要求，体现在高效下实现更高的功率密度。……