光伏逆变器内部结构

GaNHEMT 器件封装技术研究进展

GaNHEMT 器件的封装技术研究进展

摘要：氮化镓（GaN）功率半导体器件因其独特的宽禁带半导体材料特性，在高频、高效转换器中具有很强的应用优势。高电子迁移率晶体管（HEMT）利用其异质结构和二维电子气，以更小的芯片尺寸实现更高的电流容量，具有高击穿强度、低导通电阻和快速开关速度，非常适合中低压和中小功率系统，如旅行适配器、无线充电器、交直流转换器、智能家电等。随着硅上GaN技术的快速发展，具有价格优势的GaN HEMT器件将在光伏逆变器、能量储存系统、电动车辆等领域得到广泛应用。GaN HEMT器件的封装已成为限制其性能发挥的重要因素，包括击穿电压、寄生电感、热管理等。本文综述了GaN HEMT及其功率模块的封装结构、寄生电感问题、热管理问题及石墨烯在热管理中的应用。

2 GaN HEMT 器件的封装结构

不同类型的GaN功率器件根据其内部电路拓扑结构和功率等级差异，选择不同的封装类型及结构，以充分发挥其电热性能。常见封装类型包括通孔式封装（如TO系列）、有引脚表面贴装（如DSO系列）以及无引脚的DFN、QFN、LGA封装等。对于GaN HEMT，常开型即耗尽型（D型）和常关型即增强型（E型）两种结构有其特点。

2.1 GaN HEMT

GaN HEMT封装中包括D型和E型两种。D型器件通过负栅压关断，需要解决栅驱动电路设计挑战，通常与低压硅MOSFET级联使用，以降低安全风险。E型器件只有一个芯片，可以采用晶圆级封装，如商用的方形扁平无引脚塑料封装（PQFN）。

2.2 GaN功率模块

将驱动电路和GaN HEMT集成封装在一个模块中，如德州仪器的QFN-SIP封装结构，可以减小寄生电感并实现高频电源设计。然而，封装过程中需考虑高压GaN技术的封装挑战，包括设计规则定义、应力与热膨胀系数失配处理、封装电感减小等。

3 GaN HEMT器件的封装关键技术

寄生电感问题：优化封装结构以减小电磁干扰是关键。例如，通过堆叠式封装或改进引线框架技术，可以消除共源电感，改善开关性能。

热管理问题：从器件级到封装级，有效热管理对GaN HEMT至关重要。采用高效热界面材料、优化封装结构以及集成石墨烯等二维材料，可以提升热性能。

石墨烯应用：石墨烯因其高导热性能，在GaN HEMT封装中展现出热管理潜力。研究利用石墨烯材料增强器件散热能力，提高封装热管理效果。

4 结论

光伏知识必备│光伏逆变器的电路结构、原理及故障处理

逆变器是光伏系统中的核心部件，负责将光伏板产生的直流电转换为交流电以供电网使用或直接接入负载。其电路结构主要包括输入电路、输出电路、主逆变开关电路、控制电路、辅助电路、保护电路等关键部分。

输入电路提供给逆变器稳定的直流工作电压，确保逆变电路的正常运行。

主逆变电路是逆变器的中心，通过电力电子开关的导通与关断，实现直流电到交流电的转换。根据隔离方式的不同，主逆变电路分为隔离式和非隔离式两种。

输出电路则对主逆变电路输出的交流电进行修正、补偿和调理，以达到符合电网标准的高质量交流电。

控制电路产生一系列控制脉冲，控制逆变开关器件的导通与关断，配合主逆变电路完成逆变功能。

辅助电路将输入电压转换为适合控制电路工作的直流电压，内部包含各种检测电路，确保逆变器稳定运行。

保护电路则针对逆变器的运行安全进行监控，包括输入过欠压保护、输出过欠压保护、过流保护、短路保护、孤岛保护等，确保逆变器在异常情况下的安全。

逆变器将直流电转换为交流电的过程可以通过半导体功率开关器件在控制电路的作用下以极快的速度进行，实现直流电切断，转换为交流电。

三相并网型逆变器电路原理主要由主电路和微处理器电路两部分组成。主电路负责DC-DC-AC变换和逆变过程，微处理器电路则完成系统并网的控制过程，确保逆变器输出的交流电压值、波形、相位等维持在规定的范围内。

在华为逆变器的常见故障处理方面，针对绝缘阻抗低、母线电压低、漏电流故障、直流过压保护、逆变器开机无响应、电网故障等问题，采用排除法逐步检测，找出问题所在并进行针对性处理。例如，针对绝缘阻抗低的问题，可通过检测直流接头是否有水浸短接支架或者烧熔短接支架，以及检查组件本身是否在边缘地方有黑斑烧毁导致组件通过边框漏电到地网。针对电网故障，需提前勘察电网健康情况，与逆变器厂商沟通，确保项目设计在合理范围内，避免出现电压过高或过低，过/欠频等问题，通过正确选择并网并严抓电站建设质量，以解决电网相关问题。

1.66折射率交织结构浅紫浅绿翡翠多少钱？

1. 翡翠A货的价格区间广泛，浅紫色和浅绿色的翡翠具体价格需要实物评估。证书上的颜色标注并不完全可靠，应以自然光下的实际颜色为准。一般市场行情在300至500元人民币左右，但高品质的翡翠价格可以超过20000元。

2. 翡翠(A)货的价格跨度很大，从几千元到数万元甚至更高。价格取决于翡翠的品质，没有纹裂等瑕疵的翡翠在八千到一万元左右为正常市场价。

3. 交织结构的翡翠A货手镯，淡绿色，折射率1.66，其价值取决于翡翠的品相，包括种水、颜色、工艺等。质地越细腻的翡翠，内部结构越不明显。质地一般或较差的翡翠则容易看到内部的“晶体”或“丝”。

4. 根据提供的密度和折射率，可以判断为翡翠A货（天然翡翠）。颗粒明显，浅绿色带有绿丝，且有多条裂纹。颜色虽均匀但存在杂色，这种底料的翡翠价值不高。合理市场价大约在200元左右，建议若可能的话退还更为合适。

5. 硅单晶的价格因功能和用途不同而有所差异。2020年1月11日的数据显示，单晶硅的价格每台几百元至几千元不等。圆棒单晶硅每公斤价格在850-900元人民币，方棒稍高。市场价格波动频繁，难以固定。

6. 单晶硅生产工艺主要有直拉法和区熔法两种。高纯度的单晶硅是重要的半导体材料，广泛应用于光伏技术和微小型半导体逆变器。它促进了绿色能源革命，将太阳能转化为电能。

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467