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标准 | SiC MOSFET模块局部放电试验方法发布 2026-07-01 10:15

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由上海交通大学、南京工业大学牵头制定,遵循CASAS标准制定流程,经过标准起草小组会议讨论、广泛征求意见、委员会草案投票等流程,团体标准T/CASAS 061—2026《SiC MOSFET模块局部放电试验方法》于2026年6月30日正式面向产业发布。

 

局部放电(Partial Discharge,PD)是指在电气设备的绝缘系统中,局部区域的电场强度达到击穿强度,导致局部桥接放电现象,但尚未引起绝缘的完全击穿。这种放电通常发生在绝缘材料的气隙、空洞或裂缝等微小缺陷处。虽然每次局部放电的能量较小,但长期存在会逐渐损害绝缘材料,降低设备的可靠性。碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFETs)具有击穿电压高、导通电流大、开关速度快、功率损耗小、高温稳定性好等优点,被认为是最具前景的半导体器件之一,它具有能够大幅提高现有装置集成的功率密度、效率、高温工作能力以及抗辐射的能力,与此同时还降低了系统的体积和重量,因此在智能电网、光伏发电、电动汽车等领域,都具有非常广阔的应用前景。

 

对于碳化硅(SiC)功率模块而言,其工作环境通常涉及高频、高电压和快速的电压变化(如方波电压),工作时的dV/dt可达到数千伏每纳秒(V/ns)。在这种条件下,局部放电的特性如局部放电起始电压(Partial Discharge Inception Voltage, PDIV)、局部放电幅值、重复率以及对寿命的影响与传统的正弦波电压下有所不同。方波电压的快速上升和下降沿包含丰富的高频成分,可能引起电磁辐射干扰(ElectroMagnetic Interference, EMI),高频EMI通过电磁波传播,可能被局部放电检测设备的传感器接收,导致测量信号的失真或误判。此外,方波电压的快速上升和下降沿导致电场迅速变化,在实验回路中产生位移电流,位移电流引起的干扰信号可能掩盖局部放电的微弱电流信号,导致漏检或误判,影响局部放电的检测和评估。

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T/CASAS 061—2026《SiC MOSFET模块局部放电试验方法》描述了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)模块局部放电试验方法,包括:试验装置、试验程序以及局部放电判据。适用于对SiC MOSFET模块封装绝缘可靠性的评估。

 

【本文件主要起草单位】

上海交通大学、南京工业大学、复旦大学、中国电力科学研究院有限公司、中国电气装备集团科学技术研究院有限公司、上海电力大学、华北电力大学、怀柔实验室、华东电力试验研究院有限公司、小米汽车科技有限公司、合肥工业大学、山东大学、复旦大学宁波研究院、常州银河世纪微电子股份有限公司、国网江苏省电力有限公司南京供电分公司、南京电力设计研究院有限公司、北京第三代半导体产业技术创新战略联盟。

 

【本文件主要起草人】

王亚林、祝曦、樊嘉杰、杨霏、田鸿昌、滕乐天、陈哲、周行星、尹毅、方志、赵爽、王雅妮、姚周飞、汪剑文、李学宝、何东欣、崔潆心、许洪华、延巧娜、左元慧、李世丹、庄建军、管秀晗、高伟。

 

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所有联盟正式发布的标准文本,可登录联盟官方网站,免费下载。

http://www.casa-china.cn/a/casas/upload/

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王亚林

 

上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系长聘教轨副教授、博士生导师,IEEE PES输配电技术委员会输配电检测试验分委会理事。分别于2014及2018年从西安交通大学和上海交通大学获得学士和博士学位,2018年至2020年于美国伊利诺伊大学香槟分校进行博士后研究,2021年入职上海交通大学长聘教轨副教授。主要从事固体绝缘的电荷输运特性及其在高压功率模块、电动飞机推进电机、超高压直流电缆等装备中的应用研究,发表SCI索引论文30篇(1篇热点论文,1篇高被引论文,Nano Lett,IEEE TPEL, IEEE TIE,IEEE TDEI等领域内TOP期刊),EI索引论文80余篇,授权7项专利,参与编写2项标准。入选中国科协“青年人才托举”计划、上海市“浦江人才”计划和“超级博士后”人才计划,主持国家自然科学基金项目、博士后基金面上项目、重点实验室开放基金以及多项企业横向项目,作为技术骨干参与国家自然科学基金重点基金、仪器专项、国家重点研发计划、美国宇航局(NASA)、航空管理局(FAA)以及陆军研究实验室(ARL)等多项科研项目。担任ICEMPE 2023国际会议出版委员会主席,获得ISH 2021和ISEIM 2023最佳论文奖,2023年高电压方向高影响力论文一等奖。出版工信部十四五规划教材和校级重点教材各1本,建设多门上海市本科一流课程和重点课程。

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祝曦

 

南京工业大学电气工程与控制科学学院副教授,长期从事大气压等离子体绝料改性,电介质绝缘诊断与评价相关研究。IEEE会员,担任江苏省电源学会高压等离子体专委会秘书长、中国电工技术学会科普专家。近年来主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省高校面上项目、博士后基金等项目10余项,发表SCI/EI论文30余篇,授权发明专利7件,入选江苏省双创博士人才计划。荣获中国电工技术学会科学技术奖一等奖(3/15)、江苏省科学技术奖三等奖(5/11)、江苏省教师教学创新大赛二等奖等。

 

上海交通大学电工材料与电气设备研究团队

 

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依托电力传输与功率变换教育部重点实验室和国家能源智能电网(上海)研发中心,由师生30余人组成,团队成员来自于英国牛津大学、美国加州大学伯克利分校劳伦斯伯克利国家实验室、美国伊利诺伊大学香槟分校、清华大学、上海交通大学等院校,其中上海市优秀学术带头人1人,国家自然科学基金优秀青年基金获得者1人,中国科学技术协会青年托举人才1人,上海市浦江人才2人。中心负责人为上海交通大学长聘教授尹毅。近年来,项目团队主持或参与多项国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、863项目、国家自然科学基金仪器专项、国家自然科学基金优秀青年基金等国家级重点项目。团队面向新型电力系统中重大电力装备应用,围绕高压交直流电缆、GIS、变压器等特高压装备以及高压电力电子器件、高压推进电机、有机半导体传感器等新型电力装备,开展绝缘材料与测试、结构设计与开发、状态检测与故障诊断等研究。

 

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