[发明专利]一种功率器件散热器的优化方法

权利要求书

1.一种功率器件散热器的优化方法，其特征在于，包括：

A1：创建IGBT模块、散热器的三维仿真模型；

A2：设定所述三维仿真模型的边界条件，所述边界条件包括所述IGBT模块的热损耗功率以及环境温度；

A3：根据热阻评价方法，输出所述三维仿真模型的计算结果，所述计算结果包括所述散热器的水平面的温度分布云图、所述散热器的垂直截面的温度分布云图；

A4：调整散热器的结构尺寸，重复所述A1～A3，对比不同尺寸的所述散热器的散热效果，得到最优的所述散热器的结构尺寸。

2.如权利要求1所述的功率器件散热器的优化方法，其特征在于，所述A1包括：

A11：基于ANSYS，创建所述IGBT模块、所述散热器的三维仿真模型，所述IGBT模块位于所述散热器的上方，所述IGBT模块从上到下依次由芯片、第一焊料、DBC板、第二焊料、铜基板组成；所述铜基板与所述散热器之间涂有导热硅脂。

A12：设定所述IGBT模块、所述散热器的材料参数及物理参数，所述物理参数包括密度、热容、导热系数；

A13：设定所述IGBT模块与所述散热器之间的模型接触，所述模型接触包括接触法向、接触算法、接触切向。

3.如权利要求2所述的功率器件散热器的优化方法，其特征在于，所述接触法向为硬接触，所述接触算法为增广拉格朗日法，所述接触切向为0.1的摩擦系数。

4.如权利要求1所述的功率器件散热器的优化方法，其特征在于，所述A2包括：

A21：设定所述IGBT模块内芯片的发热功率以及发热状态；

A22：设定所述环境温度为11℃；

A23：设定冷却方式为与空气对流。

5.如权利要求1所述的功率器件散热器的优化方法，其特征在于，所述A3包括：

A31：设定所述三维仿真模型的输出内容，所述输出内容包括所述散热器的水平面的温度分布云图、垂直截面的温度分布云图、所述铜基板的温度云图；

A32：根据热阻评价方法，输出所述三维仿真模型的计算结果，所述计算结果包括所述散热器的水平面的温度分布云图、垂直截面的温度分布云图、所述铜基板的温度云图；

A33：导出所述计算结果，提取所述散热器的水平面的最高温度。

6.如权利要求2所述的功率器件散热器的优化方法，其特征在于，所述散热器包括基板、翅片，所述基板与所述翅片固连；所述A4包括：

A41：保持所述翅片的尺寸不变，更改所述基板的尺寸，输出所述IGBT模块内芯片到环境的热阻随所述基板尺寸的变化图或输出所述散热器到环境的热阻随所述基板尺寸的变化图；

A42：保持所述基板的尺寸不变，更改所述翅片的厚度，输出所述IGBT模块内芯片的最大温度随所述翅片厚度的变化图或输出所述散热器到环境的热阻随所述翅片厚度的变化图。