寬禁帶電力電子器件的應(yīng)用使電力電子系統(tǒng)不斷向高壓、高頻方向發(fā)展,傳統(tǒng)硅基電力電子系統(tǒng)絕緣封裝技術(shù)面臨更多挑戰(zhàn),而脈沖參數(shù)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂絕緣的影響不容忽視。該文研究重復(fù)脈沖占空比對(duì)環(huán)氧樹(shù)電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性的影響。研究發(fā)現(xiàn):占空比增加,電樹(shù)枝形態(tài)由叢林狀、稠密枝狀向稀疏枝狀發(fā)展;占空比小于10%時(shí),電樹(shù)枝長(zhǎng)度和寬度均隨占空比增大而增加;占空比大于30%時(shí),電樹(shù)枝長(zhǎng)度和寬度均隨占空比增大而減小。研究認(rèn)為,較小占空比有利于針尖至環(huán)氧樹(shù)脂的電子注入和積累,加劇分子鏈的破壞作用,促使形成更多的電樹(shù)通道。多個(gè)電樹(shù)通道可能增加針尖附近電場(chǎng)的屏蔽作用,從而抑制電樹(shù)生長(zhǎng),出現(xiàn)電樹(shù)生長(zhǎng)停滯期。研究結(jié)果有望為電力電子系統(tǒng)的絕緣封裝設(shè)計(jì)和絕緣性能提高提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2020,40(16)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

不同脈沖電壓占空比下典型電樹(shù)枝形態(tài)(12k V/1k Hz)

為進(jìn)一步研究較小占空比下電樹(shù)枝的形態(tài)特征，對(duì)5%占空比下的環(huán)氧樹(shù)脂針電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟與上文相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。由圖6可見(jiàn)，5%占空比的脈沖電壓下電樹(shù)枝濃密，呈叢林狀結(jié)構(gòu)，10～30 min內(nèi)電樹(shù)枝形態(tài)基本無(wú)變化。與10%占空比電樹(shù)枝形態(tài)類(lèi)似，電樹(shù)枝呈半球狀包圍在針尖附近。2.2 脈沖電壓占空比對(duì)電樹(shù)枝生長(zhǎng)特性的影響

圖7為電樹(shù)枝長(zhǎng)度與脈沖電壓占空比之間的關(guān)系。圖7(a)中除10%占空比外，電樹(shù)枝長(zhǎng)度均隨脈沖電壓占空比的增加而減小。10%占空比的脈沖電壓下，電樹(shù)枝在10min后生長(zhǎng)速度開(kāi)始減慢，20～30min后基本停止生長(zhǎng)。30%占空比的脈沖電壓下電樹(shù)枝生長(zhǎng)速度最快，30min時(shí)電樹(shù)枝的平均長(zhǎng)度達(dá)711.63?m，最大長(zhǎng)度達(dá)983.02μm。而90%占空比的脈沖電壓下，在30min時(shí)電樹(shù)枝平均長(zhǎng)度僅為459.14μm。從圖7(b)中可以看出，不同占空比下電樹(shù)枝長(zhǎng)度的離散程度不同，30%占空比時(shí)最為明顯。圖8為電樹(shù)枝寬度與脈沖電壓占空比之間的關(guān)系。圖8(a)中電樹(shù)枝寬度隨脈沖電壓占空比的增大而減小，且比電樹(shù)枝長(zhǎng)度與占空比的減小趨勢(shì)更為明顯。10%占空比的脈沖電壓下，10min時(shí)電樹(shù)枝寬度較長(zhǎng)，但10～30min期間生長(zhǎng)較緩慢。30min時(shí)，10%占空比的脈沖電壓下電樹(shù)枝平均寬度約為696.24μm,90%占空比時(shí)電樹(shù)枝平均寬度僅為483.95μm�？梢�(jiàn)，隨著脈沖電壓占空比的增大，電樹(shù)枝長(zhǎng)度和寬度均呈減小的趨勢(shì)。從圖8(b)中可以看出，不同占空比下電樹(shù)枝寬度的離散程度不同，占空比較小時(shí)離散程度較大。由此推測(cè)，脈沖電壓下環(huán)氧樹(shù)脂電樹(shù)枝的生長(zhǎng)具有較大的隨機(jī)性。

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