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绝缘栅双极型晶体管传热模型建模分析>こ檀笱Ы⒋酆系缌际豕揽萍贾氐闶笛槭遥浜籺引言绝缘栅双极型晶体管,诘缒鼙浠缓痛淼牡缌Φ缱幼置中得到越来越广泛的应用,随着功率等级、功率密度和开关频率的提高,的工作性能和长期可靠性的受热影响会越来越大。。工作时会产生一定的功率损耗ㄍㄌ鸷暮涂9损耗庑┠芰肯嗟庇谝桓瞿诓咳仍矗菇嵛律撸改变器件内部温度分布。芯片一般是由硅材料制作而成,额定工作结温一般为,目前已有额定工作结温为的模块。当结温过高时芯片性能就会降级,甚至造成永久性损坏,文献岢近%的器件失效是由温度引起,在正常工作温度范围内,温度每上升。骷Ц怕室越倍的速率上升。因此需要通过各种散热设计使结温控制在安全工作温度范围内。但这对于器件长期可靠性工作还是不够的,因为在工作时会随着负载的变动温度发生波动,并且器件内部各层材料的热膨胀系数不同,导致机械应力的产生,使得键接线可能脱离焊片,使器件失效R虼四壳霸诘缌Φ高电压技术第卷第月日陈明,胡安,唐勇,汪波件的工作性能与可靠性等都与其工作结温直接相关,而电力电子器件的热阻抗直接影响器件的结温。开展以概述了物理结构、热阻网络及提取动态热阻抗曲线测试原理、传热模型纸7椒ḿ案鞣椒ǖ挠帕印R阅型模块为研究对象,通过理论计算得到其各分层及模块结壳稳态热阻值,建立了韧缒P汀2⒃谑值仿真软件确抡娣治龌肪诚吕糜邢拊7建屯捣抡婺P汀@么罱ǖ氖匝槠教ǹU箁提取动态热阻抗实验,建立了譌笛椴舛P汀J捣抡婧褪笛椴舛ㄋ玫降奈忍峥侨茸柚涤肜砺奂扑模型接近,并对偏差进行了分析。建模研究传热模型对该类电力电子器件热传递模型建模研究及散热设计关键词:绝缘栅双极型晶体管;热模璎;热阻;动态热阻抗;结温;热网络;壳温;数值仿真;有限元法,,琖摘要:绝缘栅双极型晶体管虺艻等全控型电力电子器件是电能变换装置的核心部件,由于电力电子器热阻网络为对象的传热特性研究对于延长的使用寿命和提高其应用町靠性具有很重要的现实意义。为此,具有一定的指导意义。中图分类号:文献标志码:文章编号:—,,,.;;籲基金资助项目:国家自然科学基金;国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金。.。.現:瑂瓹瑃,。。.甌甌甌畁甌篿;籖籧;琋·—
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喊搿物理结构及热模型建模方法概述子设备设计时,工程师一般都要降额使用模块,并且通过各种散热设计将结温控制在安全工作温度范围内,这种降额的程度通常会由具体的系统设计和器件使用水平来决定,过分的降额不仅不能充分使用,而且增加了经济成本,同时也使体积、质量增大,不符合高功率密度的要求。又由于电力电子器件的热阻抗直接影响器件的结温,因此的热阻抗分析、传热特性及其热模型建模研究对于延长的使用寿命和提高其应用可靠性具有很重要的现实意义娜饶P陀于结温估计、长期应用可靠性分析、封装优化设计和散热优化设计是十分必要的。国外各大电力电子器件生产厂商均投入大量资金进行热特性方面的研究,且取得了很多研究成果,由于国内不生产芯片,在传热特性方面的研究相当少,文—均研究了小功率晶体管等电子器件热阻测试。文米钏傧陆翟理改造的迭代算法得到大功率刃Т饶P的各个参数。文芯苛司д⒐艿娜茸杩埂本文概述了模块的物理结构、热阻定义、热网络电路结构、秩饶P徒7椒ḿ案鞣椒的优劣以及提取动态热阻抗曲线测试原理。以某型模块为具体研究对象,通过理论计算得到其各分层及模块结壳稳态热阻值,