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一种考虑热扩散和热耦合的IGBT模块热阻抗模型
被引量：
11
1
作者
何怡刚
张钟韬
+2 位作者
刘嘉诚
赵明
李晨晨
《电工电能新技术》
CSCD
北大核心
2020年第5期17-24,共8页
针对传统热等效电路模型对IGBT模块结温计算误差较大的问题,提出一种基于传热研究的IGBT模块等效热阻抗模型。通过对IGBT模块内部传热研究,以热流密度变化规律确定热扩散角,由此计算出热网络参数并建立改进的单芯片Cauer网络等效电路模...
针对传统热等效电路模型对IGBT模块结温计算误差较大的问题,提出一种基于传热研究的IGBT模块等效热阻抗模型。通过对IGBT模块内部传热研究,以热流密度变化规律确定热扩散角,由此计算出热网络参数并建立改进的单芯片Cauer网络等效电路模型。然后在此基础上,考虑多芯片之间的热耦合效应,计算出自热热阻和耦合热阻并建立IGBT模块热阻抗矩阵,利用线性叠加原理可对各芯片的结温进行预测计算。最后,将等效热阻抗模型计算出的结温与有限元仿真值进行比较,验证了该模型的有效性与准确性。
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关键词
IGBT模块
热扩散
角
热
耦合效应
热
阻抗模型
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职称材料
基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型
被引量：
6
2
作者
陈宇
吴强
+4 位作者
周宇
常垚
罗皓泽
李武华
何湘宁
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期715-727,共13页
绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC...
绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC模型精准度不足进行改进,揭示热扩散角取决于热流密度的物理内涵,结合多层封装结构下的傅里叶级数解析热流模型,建立一维RC热网络与三维热流物理场的本质联系,构造计及多芯片热路耦合的扩散角热网络,较为准确地描述多芯片结温动态特性,揭示热扩散与热耦合效应对芯片温度场形成的规律。与其他传统热扩散角模型相比,所提出方法的结温计算结果准确度最高。最后以型号SEMiX603GB12E4p模块为例,针对提出的物理模型进行验证,仿真与实验结果均表明,该模型能够表征不同工况条件下功率模块的热过程,验证了所提建模方法的有效性与准确性,误差小于4%,且验证了所提模型较不计及热耦合模型精度提高了16.72%。
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关键词
功率模块
热扩散
角
热
耦合
热
流密度
傅里叶级数
下载PDF
职称材料
题名
一种考虑热扩散和热耦合的IGBT模块热阻抗模型
被引量：
11
1
作者
何怡刚
张钟韬
刘嘉诚
赵明
李晨晨
机构
合肥工业大学电气与自动化工程学院
出处
《电工电能新技术》
CSCD
北大核心
2020年第5期17-24,共8页
基金
国家自然科学基金(51577046)
国家自然科学基金重点项目(51637004)
+1 种基金
国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”项目(2016YFF0102200)
装备预先研究重点项目(41402040301)。
文摘
针对传统热等效电路模型对IGBT模块结温计算误差较大的问题,提出一种基于传热研究的IGBT模块等效热阻抗模型。通过对IGBT模块内部传热研究,以热流密度变化规律确定热扩散角,由此计算出热网络参数并建立改进的单芯片Cauer网络等效电路模型。然后在此基础上,考虑多芯片之间的热耦合效应,计算出自热热阻和耦合热阻并建立IGBT模块热阻抗矩阵,利用线性叠加原理可对各芯片的结温进行预测计算。最后,将等效热阻抗模型计算出的结温与有限元仿真值进行比较,验证了该模型的有效性与准确性。
关键词
IGBT模块
热扩散
角
热
耦合效应
热
阻抗模型
Keywords
IGBT module
heat spreading angle
thermal coupling effect
thermal impedance model
分类号
TM930 [电气工程—电力电子与电力传动]
TN322 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型
被引量：
6
2
作者
陈宇
吴强
周宇
常垚
罗皓泽
李武华
何湘宁
机构
浙江大学电气工程学院
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第2期715-727,共13页
基金
国家自然科学基金杰出青年科学基金项目(51925702)
国家自然科学基金面上项目(51677166)
浙江省自然科学基金项目(LQ21E070006)。
文摘
绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC模型精准度不足进行改进,揭示热扩散角取决于热流密度的物理内涵,结合多层封装结构下的傅里叶级数解析热流模型,建立一维RC热网络与三维热流物理场的本质联系,构造计及多芯片热路耦合的扩散角热网络,较为准确地描述多芯片结温动态特性,揭示热扩散与热耦合效应对芯片温度场形成的规律。与其他传统热扩散角模型相比,所提出方法的结温计算结果准确度最高。最后以型号SEMiX603GB12E4p模块为例,针对提出的物理模型进行验证,仿真与实验结果均表明,该模型能够表征不同工况条件下功率模块的热过程,验证了所提建模方法的有效性与准确性,误差小于4%,且验证了所提模型较不计及热耦合模型精度提高了16.72%。
关键词
功率模块
热扩散
角
热
耦合
热
流密度
傅里叶级数
Keywords
power module
heat spreading angle
thermal coupling
heat flux
Fourier series
分类号
TM464 [电气工程—电器]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种考虑热扩散和热耦合的IGBT模块热阻抗模型
何怡刚
张钟韬
刘嘉诚
赵明
李晨晨
《电工电能新技术》
CSCD
北大核心
2020
11
下载PDF
职称材料
2
基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型
陈宇
吴强
周宇
常垚
罗皓泽
李武华
何湘宁
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
6
下载PDF
职称材料
已选择
0
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引证文献
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