[发明专利]基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法

权利要求书

1.一种基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：包括

a.建立综合福斯特热网络模型，

b.根据综合福斯特热网络模型的全响应和零输入响应，获取功率循环温度曲线；

c.通过功率循环温度曲线，建立散热器数值化模型，并获取实物散热器的热网络参数；

步骤b中所述全响应在每个数值迭代步长内由外加阶跃激励产生，并通过温度系数反馈作用于外加阶跃激励，所述全响应和零输入响应根据电路响应行为经数值迭代计算获取；

通过综合Foster热网络获取结温，所述结温通过温度系数反馈作用影响外加激励；

所述结温在每个数值迭代步长内由初始化参数经损耗模型得到的功耗作为外加激励，经过多次循环迭代获取完整的功率循环结温曲线。

2.根据权利要求1所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：所述步骤a包括根据预设的散热器参数，建立综合福斯特热网络模型，所述综合福斯特热网络模型由功率器件内部热网络和实物散热器等效热网络串联构成。

3.根据权利要求2所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：所述步骤b还包括，通过对所述功率循环温度曲线进行分析校验，验证预设的散热器参数。

4.根据权利要求3所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：还包括

步骤d.将所述预设散热器参数替换为根据散热器数值化模型获取的实物散热器的热网络参数；

步骤e.根据步骤d替换的参数重新获取功率循环温度曲线，并对其进行分析校验。

5.根据权利要求1所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：所述散热器数值化模型通过如下公式获取，

其中，

α表示对流换热系数，S表示有效对流换热面积，d表示散热器热面板厚度，λ_h表示散热器导热系数，A表示散热器热面面积，τ_ha表示散热器的综合时间常数，t表示时间变量。

6.根据权利要求2所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：所述预设的散热器参数包括散热器热阻和综合时间常数。

7.根据权利要求5所述的基于数值迭代的功率器件散热器动态响应性能优化方法，其特征在于：所述对流换热系数通过如下公式获取：

其中，格拉晓夫数Gr＝gβΔTd3ρ2/μ2，雷诺准数Re＝ρvd/μ，普朗特数Pr＝Cpμ/λ，g表示重力加速度，d表示管道当量直径,β表示体积热膨胀系数，μ表示流体动力黏性系数，ρ表示流体密度，v表示流体速度，λ表示流体导热系数，T_m表示流体平均温度，T_h表示热面温度，l表示管道长度。