重复脉冲占空比对环氧树脂电树生长特性影响研究

发布时间：2022-01-23 17:01

　　宽禁带电力电子器件的应用使电力电子系统不断向高压、高频方向发展,传统硅基电力电子系统绝缘封装技术面临更多挑战,而脉冲参数对环氧树脂绝缘的影响不容忽视。该文研究重复脉冲占空比对环氧树电树枝生长特性的影响。研究发现:占空比增加,电树枝形态由丛林状、稠密枝状向稀疏枝状发展;占空比小于10%时,电树枝长度和宽度均随占空比增大而增加;占空比大于30%时,电树枝长度和宽度均随占空比增大而减小。研究认为,较小占空比有利于针尖至环氧树脂的电子注入和积累,加剧分子链的破坏作用,促使形成更多的电树通道。多个电树通道可能增加针尖附近电场的屏蔽作用,从而抑制电树生长,出现电树生长停滞期。研究结果有望为电力电子系统的绝缘封装设计和绝缘性能提高提供理论和实验基础。 

【文章来源】：中国电机工程学报. 2020,40(16)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

不同脉冲电压占空比下典型电树枝形态(12k V/1k Hz)

为进一步研究较小占空比下电树枝的形态特征，对5%占空比下的环氧树脂针电极进行实验，实验步骤与上文相同。实验结果如图6所示。由图6可见，5%占空比的脉冲电压下电树枝浓密，呈丛林状结构，10～30 min内电树枝形态基本无变化。与10%占空比电树枝形态类似，电树枝呈半球状包围在针尖附近。2.2 脉冲电压占空比对电树枝生长特性的影响

图7为电树枝长度与脉冲电压占空比之间的关系。图7(a)中除10%占空比外，电树枝长度均随脉冲电压占空比的增加而减小。10%占空比的脉冲电压下，电树枝在10min后生长速度开始减慢，20～30min后基本停止生长。30%占空比的脉冲电压下电树枝生长速度最快，30min时电树枝的平均长度达711.63?m，最大长度达983.02μm。而90%占空比的脉冲电压下，在30min时电树枝平均长度仅为459.14μm。从图7(b)中可以看出，不同占空比下电树枝长度的离散程度不同，30%占空比时最为明显。图8为电树枝宽度与脉冲电压占空比之间的关系。图8(a)中电树枝宽度随脉冲电压占空比的增大而减小，且比电树枝长度与占空比的减小趋势更为明显。10%占空比的脉冲电压下，10min时电树枝宽度较长，但10～30min期间生长较缓慢。30min时，10%占空比的脉冲电压下电树枝平均宽度约为696.24μm,90%占空比时电树枝平均宽度仅为483.95μm。可见，随着脉冲电压占空比的增大，电树枝长度和宽度均呈减小的趋势。从图8(b)中可以看出，不同占空比下电树枝宽度的离散程度不同，占空比较小时离散程度较大。由此推测，脉冲电压下环氧树脂电树枝的生长具有较大的随机性。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3604789