基本信息
宁圃奇  男  博导  中国科学院电工研究所
电子邮件: npq@mail.iee.ac.cn
通信地址: 中关村北二条6号1号楼401
邮政编码: 100190

研究领域

1)宽禁带半导体前沿探索;

2)功率模块封装新技术;

3)高功率密度变频器


招生信息

2020级招收硕士研究生

2021级招收博士研究生

招生专业
080804-电力电子与电力传动
招生方向
宽禁带功率半导体应用
高功率密度变频器
功率器件封装

教育背景

2006-08--2010-05   美国弗吉尼亚理工大学   获得博士学位
2004-09--2006-07   清华大学   获得硕士学位
2000-09--2004-07   清华大学   获得学士学位

工作经历

   
工作简历
2014-05~现在, 中科院电工所, 任研究员
2013-07~2014-05,中科院电工所, 任副研究员
2011-12~2013-06,美国橡树岭国家实验室, 任副研究员
2010-05~2011-12,美国橡树岭国家实验室, 博士后
社会兼职
2021-06-20-今,中关村天合宽禁带半导体创新联盟标准化委员会委员, 副秘书长
2018-04-21-2021-04-30,中国电力企业联合会电力系统用电力电子器件标准化技术委员会委员,
2015-03-01-今,电源学会第七届元器件专委会委员, 专委会委员
2015-01-01-2018-12-31,《电源学报》第二届编委会委员, 编委会委员

教授课程

电力电子器件系统应用基础
现代电力电子与控制技术
科研实践Ⅰ
科研实践I
科研实践Ⅱ
科研实践II
综合电子学研究
前沿电子学研究
综合电气学研究
电力电子与现代控制

专利与奖励

   
奖励信息
(1) 中国侨联“第九届侨界贡献奖”, 二等奖, 部委级, 2022
(2) IEEE EVS34会议最佳论文奖, 其他, 2021
(3) 电工技术学会技术发明奖, 一等奖, 其他, 2020
(4) 第五届电源学会技术发明一等奖, 一等奖, 省级, 2019
(5) IEEE CIEEC 2019最佳论文奖, 一等奖, 其他, 2019
(6) IEEE PCIM ASIA 2017最佳论文奖, 一等奖, 其他, 2019
(7) 首届CASA第三代半导体卓越创新青年, 一等奖, 其他, 2016
专利成果
( 1 ) 功率模块结构和功率器件, 发明专利, 2023, 第 2 作者, 专利号: CN116504722A

( 2 ) 一种高精度结温在线监测方法和系统, 2023, 第 2 作者, 专利号: CN113030682B

( 3 ) 一种结温在线监测数据验证系统和方法, 2023, 第 2 作者, 专利号: CN112986781B

( 4 ) 一种在线工作采样电路, 发明专利, 2022, 第 2 作者, 专利号: CN115542106A

( 5 ) 功率模块老化参数准在线辨识方法和结温校准方法及系统, 发明专利, 2022, 第 2 作者, 专利号: CN114924176A

( 6 ) 功率模块老化参数准在线辨识方法和结温校准方法及系统, 发明专利, 2022, 第 2 作者, 专利号: 202210524777.2

( 7 ) 一种高精度结温在线监测方法和系统, 发明专利, 2021, 第 2 作者, 专利号: CN113030682A

( 8 ) 一种结温在线监测数据验证系统和方法, 发明专利, 2021, 第 2 作者, 专利号: CN112986781A

( 9 ) 电动汽车电机控制器的布局优化方法、装置及存储介质, 发明专利, 2021, 第 2 作者, 专利号: CN112800547A

( 10 ) SiC基MOSFET结温在线监测系统和在线监测方法, 发明专利, 2021, 第 2 作者, 专利号: CN112229530A

( 11 ) 一种IGBT通态压降在线测量电路及结温检测方法, 发明专利, 2020, 第 2 作者, 专利号: CN111812479A

( 12 ) 一种Si IGBT和SiC MOSFET的混合电力电子模块, 发明专利, 2018, 第 2 作者, 专利号: CN108649772A

( 13 ) 一种功率变换器布局方法, 发明专利, 2017, 第 2 作者, 专利号: CN107506530A

( 14 ) 一种IGBT结温测量装置, 发明专利, 2016, 第 2 作者, 专利号: CN106199367A

( 15 ) 一种IGBT输出特性测试装置, 发明专利, 2016, 第 2 作者, 专利号: CN105445639A

( 16 ) 一种电机驱动系统共模电磁干扰滤波器的设计方法, 发明专利, 2016, 第 2 作者, 专利号: CN105354397A

( 17 ) 一种可调脉宽的双脉冲发生器, 发明专利, 2016, 第 2 作者, 专利号: CN105306026A

( 18 ) 用于电磁干扰仿真分析的IGBT模型, 发明专利, 2016, 第 2 作者, 专利号: CN105279339A

( 19 ) 一种电流测量装置, 实用新型, 2015, 第 2 作者, 专利号: CN104297558A

( 20 ) 一种电流测量装置, 发明专利, 2010, 第 2 作者, 专利号: CN101839936A

出版信息

   
发表论文
(1) 基于格子玻尔兹曼方法的功率模块自动布局优化, 电源学报, 2023, 第 2 作者
(2) SiC车用电机驱动研究发展与关键技术, Technical Paths towards SiC Motor Controller for Electric Vehicles, 电子与封装, 2022, 第 1 作者
(3) 基于大电流导通压降法的车用IGBT结温监测方法综述, Review of Junction Temperature Monitoring Methods for IGBT Used in Vehicles Based on On-state Voltage at High Current, 电源学报, 2022, 第 1 作者
(4) Online Junction Temperature Measurement of Double-sided Cooling IGBT Power Module through On-state Voltage with High Current, Online Junction Temperature Measurement of Double-sided Cooling IGBT Power Module through On-state Voltage with High Current, 中国电气工程学报(英文), 2022, 第 2 作者
(5) Automatic design of a busbar in SiC controller, The third Asia-Pacific Conferrence on Silicon Carbide and Related Materials, 2022, 通讯作者
(6) An Improved Fast Spectral Kurtosis Algorithm in Bearing Fault Diagnosis for a Silicon Carbide Motor Drive System, The third Asia-Pacific Conferrence on Silicon Carbide and Related Materials (APCSCRM 2022), 2022, 第 2 作者
(7) 基于大电流导通压降法的车用IGBT结温监测方法综述, 电源学报, 2021, 第 1 作者
(8) A Genetic Algorithm Based Motor Controller System Automatic Layout Method, 2019 10th International Conference on Power Electronics and ECCE Asia : Volume 2 of 4., 2021, 第 2 作者
(9) A 30kW Three-Phase Voltage Source Inverter Based on The Si IGBT/SiC MOSFET Hybrid Switch, 2019 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition : Volume 3 of 5, 2021, 第 2 作者
(10) 电力电子系统建模关键技术综述及展望, Review and Prospect of Key Modeling Technologies for Power Electronics System, 中国电机工程学报, 2021, 第 5 作者
(11) Online monitoring of IGBT junction temperature based on V-ce measurement, JOURNAL OF POWER ELECTRONICS, 2021, 通讯作者
(12) Accurate evaluation of cooling system capability of three-phase IGBT-based inverter, CJEE, 2021, 
(13) An Electrothermal Model for IGBT Based on Finite Differential Method, IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS, 2020, 通讯作者
(14) Monitoring of SiC MOSFET Junction Temperature with On-state Voltage at High Currents, Monitoring of SiC MOSFET Junction Temperature with On-state Voltage at High Currents, 中国电气工程学报(英文), 2020, 第 6 作者
(15) 宽禁带器件应用技术专辑主编评述, Editorial for the Special Issue on Wide Band-gap Power Devices and Applications, 电源学报, 2020, 第 1 作者
(16) 基于遗传算法的SiC MOSFET导通电阻模型, Genetic Algorithm Based SiC MOSFET On-state Resistance Model, 电源学报, 2020, 第 4 作者
(17) 基于大电流通态压降的IGBT功率模块结温监测方法的研究, Research on Junction Temperature Monitoring Method for IGBT Power Module Based on On-state Voltage Drop at High Current, 电源学报, 2020, 第 2 作者
(18) Review of Power Module Automatic Layout Optimization Methods in Electric Vehicle Applications, Review of Power Module Automatic Layout Optimization Methods in Electric Vehicle Applications, 中国电气工程学报(英文), 2020, 第 1 作者
(19) 汽车级IGBT模块功率循环及温度循环寿命对比与分析, Comparison and Analysis of Power Cycling and Thermal Cycling Lifetime of Power Semiconductor Modules for Vehicles, 中国电力, 2019, 第 4 作者
(20) The Development of a 1200V/400A SiC Hybrid Module, 2019 31ST INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON POWER SEMICONDUCTOR DEVICES AND ICS (ISPSD), 2019, 通讯作者
(21) Review of Si IGBT and SiC MOSFET Based on Hybrid Switch, Review of Si IGBT and SiC MOSFET Based on Hybrid Switch, 中国电气工程学报(英文), 2019, 第 1 作者
(22) Investigation on thermal stress of bondline based on Cu@Sn preform at high temperature application, ICEPT2019: THE 2019 20TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONIC PACKAGING TECHNOLOGY, 2019, 第 2 作者
(23) The development of 1200 V SiC Hybrid Switched power modules, 2019 IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON INTEGRATED POWER PACKAGING (IWIPP), 2019, 通讯作者
(24) Practical SPICE Model for IGBT and PiN Diode Based on Finite Differential Method, JOURNAL OF POWER ELECTRONICS, 2019, 通讯作者
(25) 新能源汽车用全SiC电机驱动控制器研究进展, Research Progress on the Full SiC Motor Drive Controller for the New Energy Vehicle, 中国基础科学, 2019, 第 3 作者
(26) 电动汽车用高功率密度碳化硅电机控制器研究, Research on High Power Density SiC Motor Drive Controller, 中国电机工程学报, 2019, 第 4 作者
(27) The Engineering Design of SiC Hybrid Switch Series, PROCEEDINGS OF 2019 IEEE 3RD INTERNATIONAL ELECTRICAL AND ENERGY CONFERENCE (CIEEC), 2019, 通讯作者
(28) Top Die Surface Reprocessing for Planar Package with Double Sided Cooling, THIRTY-THIRD ANNUAL IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION (APEC 2018), 2018, 通讯作者
(29) Temperature Dependency of The On-state Voltage of IGBT And Its Application in Thermal Resistance Test, THIRTY-THIRD ANNUAL IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION (APEC 2018), 2018, 第 2 作者
(30) 智能电网与能源网融合中的新材料与新装备技术, New Materials and Related New Equipment Targeting Integration of Smart Grid and Energy Grid, 中国工程科学, 2018, 第 1 作者
(31) Analyzing ZVS Soft Switching Using Single Phase Shift Control Strategy of Dual Active Bridge Isolated DC-DC Converters, 2018 21ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS (ICEMS), 2018, 第 3 作者
(32) Microstructure evolution and properties evaluation of a novel bondline based on Cu@Sn Preform during temperature treatment, 2018 19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONIC PACKAGING TECHNOLOGY (ICEPT), 2018, 第 3 作者
(33) Modular Design Method for Motor Drives, Modular Design Method for Motor Drives, 中国电气工程学报(英文), 2018, 第 2 作者
(34) 基于Cu、Sn预成型焊片的高温SiC芯片焊接材料研究, Studies on high temperature SiC chip die-attached material based on Cu、Sn preformed solder sheet, 电工电能新技术, 2018, 第 3 作者
(35) 基于遗传算法的电机控制器布局与优化设计, A Motor Controller Layout Method and Optimal Design Based on Genetic Algorithm, 电力电子技术, 2018, 第 2 作者
(36) 基于Si IGBT/SiC MOSFET的混合开关器件综述, Summary of Si IGBT/SiC MOSFET based hybrid switching device, 电工电能新技术, 2018, 第 1 作者
(37) Gate Drive Design for a Hybrid Si IGBT/SiC MOSFET Module, 2018 1ST WORKSHOP ON WIDE BANDGAP POWER DEVICES AND APPLICATIONS IN ASIA (WIPDA ASIA), 2018, 第 2 作者
(38) A Double-Sided Cooling Package Design with Pinfin, IEEE PCIM ASIA, 2017, 第 1 作者
(39) A Turn-off Delay Time Measurement And Junction Temperature Estimation Method for IGBT, 2017THIRTYSECONDANNUALIEEEAPPLIEDPOWERELECTRONICSCONFERENCEANDEXPOSITIONAPEC, 2017, 第 2 作者
(40) Engineering Investigation on Compact Power Module for EV Application, IECON 2017 - 43RD ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY, 2017, 通讯作者
(41) Analysis and Prediction of Electromagnetic Interference in Power Electronic Converter, 2017 IEEE TRANSPORTATION ELECTRIFICATION CONFERENCE AND EXPO, ASIA-PACIFIC (ITEC ASIA-PACIFIC), 2017, 第 2 作者
(42) An improved planar module automatic layout method for large number of dies, CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2017, 第 1 作者
(43) An Exploration of Thermo-Sensitive Electrical Parameters to Estimate the Junction Temperature of Silicon Carbide MOSFET, 2017 IEEE TRANSPORTATION ELECTRIFICATION CONFERENCE AND EXPO, ASIA-PACIFIC (ITEC ASIA-PACIFIC), 2017, 第 2 作者
(44) Interpretation Method Investigation of Converter System Layout Design, IECON 2017 - 43RD ANNUAL CONFERENCE OF THE IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS SOCIETY, 2017, 通讯作者
(45) A finite difference method modeling for IGBT and diode in PSPICE, Chinese Journal of Electrical Engineering, 2017, 第 1 作者
(46) A hybrid Si IGBT and SiC MOSFET module development, CES Transactions on Electrical Machines and Systems, 2017, 第 1 作者
(47) A Genetic Algorithm High Power Density Converter System Packing Method, 2017 19TH EUROPEAN CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND APPLICATIONS (EPE'17 ECCE EUROPE), 2017, 第 2 作者
(48) A Finite Differential Method Based Compact Thermal Model in PSPICE, 2017 THIRTY SECOND ANNUAL IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION (APEC), 2017, 通讯作者
(49) An Improved Automatic Layout Method for Planar Power Module, APEC 2016 31ST ANNUAL IEEE APPLIED POWER ELECTRONICS CONFERENCE AND EXPOSITION, 2016, 通讯作者
(50) Lifetime Evaluation of Inverter IGBT Modules for Electric Vehicles Mission-profile, 2016 19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS (ICEMS 2016), 2016, 第 3 作者
(51) 车用大功率电力电子器件研究进展, Power semiconductor devices used in electric vehicle drive systems, 科技导报, 2016, 第 2 作者
(52) 1200V碳化硅MOSFET与硅IGBT器件特性对比性研究, Comparative Performance Study of 1200V SiC MOSFET and Si IGBT, 电源学报, 2016, 第 2 作者
(53) 一种基于转移函数的电机驱动系统共模EMI滤波器设计方法, A Transfer-function-based Design Method of Common-mode EMI Filters in Motor Drive Systems, 电工技术学报, 2016, 第 3 作者
(54) 一种有限差分IGBT/FWD模型研究, Studies on a Finite Difference IGBT/FWD Model, 电源学报, 2015, 第 2 作者
(55) A Finite Differential Method Based IGBT Model in PSPICE, IEEE APEC, 2015, 第 1 作者
(56) An Analytical Approach to Magnet Eddy-Current Losses for Interior Permanent-Magnet Synchronous Machines During Flux Weakening, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 2015, 第 4 作者
(57) Parametric Study on Pressureless Sintering of Nanosilver Paste to Bond Large-Area (a parts per thousand yen100 mm(2)) Power Chips at Low Temperatures for Electronic Packaging, JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, 2015, 第 4 作者
(58) A fast universal power module layout method, IEEE ECCE, 2015, 第 1 作者
(59) Development of Advanced All-SiC Power Modules, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2014, 第 2 作者
(60) Design & Analysis of a Novel IGBT Package with Double-Sided Cooling, 2014 IEEE TRANSPORTATION ELECTRIFICATION CONFERENCE AND EXPO (ITEC) ASIA-PACIFIC 2014, 2014, 第 3 作者
(61) Forced-Air Cooling System Design Under Weight Constraint for High-Temperature SiC Converter, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2014, 通讯作者
(62) A High Density 250 degrees C Junction Temperature SiC Power Module Development, IEEE JOURNAL OF EMERGING AND SELECTED TOPICS IN POWER ELECTRONICS, 2014, 通讯作者
(63) Comprehensive Comparative Analysis of Two Types of Commonly-used Layouts of IGBT Packages, 2014 17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEMS (ICEMS), 2014, 第 3 作者
(64) Automatic Layout Design for Power Module, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2013, 通讯作者
(65) A High-Temperature SiC Three-Phase AC - DC Converter Design for over 100 degree C Ambient Temperature, 2013, 第 1 作者
(66) Development of Si IGBT Phase-Leg Modules for Operation at 200 degrees C in Hybrid Electric Vehicle Applications, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2013, 第 4 作者
(67) High-Temperature Hardware Development of a 10-kW High-Temperature, High-Power-Density, Three-Phase ac-dc-ac SiC Converter, IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS MAGAZINE, 2013, 通讯作者
(68) High-Temperature SiC Power Module Electrical Evaluation Procedure, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2011, 通讯作者
(69) A High-Power-Density Converter, IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS MAGAZINE, 2010, 第 3 作者
(70) SiC Wirebond Multichip Phase-Leg Module Packaging Design and Testing for Harsh Environment, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2010, 通讯作者
(71) A Novel High-Temperature Planar Package for SiC Multichip Phase-Leg Power Module, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, 2010, 通讯作者
(72) 多相永磁推进电机的外部短路分析, External faults in poly-phase permanent magnet propulsion motors, 清华大学学报:自然科学版, 2007, 第 1 作者
(73) 新型复合转子永磁磁阻电机设计, Design of the Combined PM-Reluctance Motors, 电机与控制应用, 2007, 第 2 作者
(74) 十二相高速异步发电机转子损耗, Rotor losses in a twelve-phase high-speed asynchronous generator, 清华大学学报. 自然科学版, 2006, 第 3 作者
发表著作
(1) 电力电子模块设计与制造, 机械工业出版社, 2016-10, 第 2 作者
(2) 电力电子中的控制电路实用设计指南, 机械工业出版社, 2019-05, 第 1 作者

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 第三代半导体高密度封装工艺技术与关键材料, 负责人, 国家任务, 2015-01--2017-12
( 2 ) 电动车电机驱动系统电磁兼容设计技术与应用, 负责人, 国家任务, 2013-01--2016-12
( 3 ) IGBT产品模块方案设计, 负责人, 国家任务, 2011-01--2017-06
( 4 ) 用于高功率密度变频器的模块优化, 负责人, 国家任务, 2016-01--2018-12
( 5 ) 碳化硅模块封装及新能源汽车应用, 负责人, 中国科学院计划, 2016-01--2017-12
( 6 ) 高温SiC集成功率模块研究, 负责人, 国家任务, 2016-07--2022-03
( 7 ) SiC电力电子器件及系统高温运行理论研究, 负责人, 中国科学院计划, 2016-07--2022-12
( 8 ) 高性能碳化硅车用电机驱动青年交叉团队, 负责人, 中国科学院计划, 2022-01--2024-12
( 9 ) 基于新材料器 件的智能化车用 电驱系统设计与 健康管理前瞻技 术研究, 负责人, 国家任务, 2021-12--2026-05

指导学生

已指导学生

许飞  硕士研究生  085207-电气工程  

袁天舒  硕士研究生  080804-电力电子与电力传动  

柴晓光  硕士研究生  085207-电气工程  

黄允昊  硕士研究生  085207-电气工程  

李华康  硕士研究生  080804-电力电子与电力传动  

陈永胜  硕士研究生  080804-电力电子与电力传动  

崔健  硕士研究生  080804-电力电子与电力传动  

现指导学生

回晓双  博士研究生  080804-电力电子与电力传动  

赵松泽  博士研究生  080804-电力电子与电力传动  

李东润  硕士研究生  080800-电气工程  

杨嘉俊  硕士研究生  085801-电气工程