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英国莱斯特大学吉兵博士来访交流

信息发布于:2018-09-17

  9月2日-3日,英国莱斯特大学吉兵博士来访,与先进输电团队的教师和研究生进行学术讨论和技术交流。双方围绕功率半导体器件研发及装备应用的相关问题进行了深层次讨论,并就未来的合作意向进行了洽谈。

  9月2日,吉兵博士与团队博士研究生针对直流断路器操作过电压建模、IGBT多场耦合建模、半导体组件杂散电感优化、SiCMOSFET动静态特性一致性筛选方法等技术问题进行汇报和讨论交流,吉兵博士对团队研究生的工作给予了充分肯定,并结合自己的研究经历及国外相关领域的研究进展,从研究方法和论文写作上提出了建议,为研究生后续的工作开展提供了指导。

  

  研究生研究进展汇报

  9月3日上午,吉兵博士就“Reliabilityand Resilience of Future PowerSemiconductor Devices”议题,从“电力电子可靠性、器件失效、典型案例分析、正在开展的研究工作”四个方面做专题报告。崔翔教授、赵志斌教授、李学宝博士及团队研究生参加,报告会由齐磊教授主持。

  

  吉兵博士作专题报告

  吉兵博士介绍了工业界常用的“10倍成本”经验法则,从概念、设计、制造到产品,在不同层面进行参数调整所需投入的成本会以10倍幂次增长。电力电子器件的各个关键参数相互制约,牵一发而动全身,电力电子器件可靠性研究至关重要。针对功率器件在风电场和列车应用场景,吉兵博士给出了工业界常用的安全阈值指标,并指出统一的检测标准不会考虑到器件的具体应用工况,不能准确反映器件的可靠性。因此,需要打通器件与产品应用行业之间的壁垒,推崇第三代可靠性设计方法,关注鲁棒性 (robustness) 和恢复力(resilience)。从功率半导体器件的市场需求、新材料和新技术涌现等方面,说明开展功率半导体器件第三代可靠性设计方法研究的必要性,特别是借助于人工智能获得器件的在线运行数据作为学习资料,可为可靠性分析提供新的技术手段。随后,从不同维度对功率半导体器件的失效进行了分类,并针对失效原因进行分析说明,涉及多因素、多阶段及其互相耦合。吉兵博士还介绍了器件可靠性研究中的难点,包括降额因素的不适用情况和器件内部的不均流现象等。接下来,吉兵博士结合自己的研究成果重点讲述了三个案例:(1)功率器件的老化模型和寿命计算方法,其中涉及器件表面温度的测量及热阻检测等;(2)采用液态金属进行主动散热的方法;(3)功率半导体模块的在线监测。最后,吉兵博士介绍了所领导团队的博士研究生主要研究方向,主要有:(1)安全工作区弹性降额;(2)IGBT及MOSFET主动门极驱动;(3)可靠性、鲁棒性和弹性设计;(4)压接型IGBT均流特性;(5)先进的智能型电力电子变换器。

  报告之后,团队的博士研究生和硕士研究生就基于热敏参数的结温测量、温度计算、寿命计算模型、水冷液态金属等方面与吉兵博士进一步交流讨论。最后,崔翔教授就国内外电力电子装备可靠性研究现状、未来电力电子领域发展趋势及本团队科研转型布局与吉兵博士进行了讨论交流。

  

  吉兵博士与研究生讨论交流

  吉兵博士此次来访向展示了国外功率半导体器件研发和应用方面的研究现状,拓展了团队成员的国际视野,更加明确了今后的研究重点。团队将以此次交流为契机,后续将会在博/硕士联合培养、研究平台合作共享、项目联合申请及合作发表论文等方面双方加强合作,进一步挖掘团队在国际合作、人才培养及成果创新等方面的潜力。

     吉兵博士,博士,英国莱斯特大学讲师。本科毕业于大连理工大学电气工程系,博士毕业于英国纽卡斯尔大学工程系。先后就职于英国超传动公司、纽卡斯尔大学和莱斯特大学,一直从事电力电子方面的科研和设计工作。主要研究领域包括电力电子器件可靠性、封装技术、热管理及其智能化驱动电路,并在功率变换器的在线健康管理方面作出了突出贡献。曾在IEEE Transactions发表论文20余篇,并长期承担IEEE和IET电力电子模块方向期刊的审稿工作。IEEE高级会员、IET会员、IET Power Electronics 杂志主编、专业国际期刊审稿和副编辑工作。目前作为主要研发人员参与通用电气新一代深海钻井电机系统的设计和研发工作。



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