[发明专利]一种基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法

权利要求书

1.一种基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据碳化硅模块和散热系统的物理结构，建立三阶考尔型热网络模型；

(2)通过改变一次散热工况，建立两组散热条件下热网络自然频率和热网络参数之间的约束方程组；

(3)测量散热条件改变前后，碳化硅模块在降温过程中的壳温以及环境温度；

(4)借助拟合壳温相对于环境温度的曲线，获得热网络的自然频率；

(5)最后结合两组散热条件下散热器的热阻以及建立的约束方程组，辨识出碳化硅模块的热阻和热容值。

2.如权利要求1所述的基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，步骤(1)中，将碳化硅模块设置为热网络模型的第一阶RC参数，将导热硅脂设置为热网络模型的第二阶RC参数，将散热器设置为热网络模型的第三阶RC参数。

3.如权利要求1所述的基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，步骤(2)中，两组散热条件下热网络自然频率和热网络参数之间的约束方程组为：

其中R₁,R₂,R₃,C₁,C₂,C₃为改变散热工况前的热网络模型RC参数，R₁,R₂,R′₃,C₁,C₂,C′₃为改变散热工况后的热网络模型RC参数，s₁,s₂,s₃和s′₁,s′₂,s′₃为散热工况改变前后热网络的自然频率。

4.如权利要求1所述的基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，步骤(3)中，利用热电偶测量壳温以及环境温度，壳温测量位置在芯片中心正下方碳化硅模块基板上，环境温度则为散热器进风口的空气温度。

5.如权利要求1所述的基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，步骤(4)中，利用非线性最小二乘法，通过拟合壳温相对于环境温度T_ca(t)＝T_c(t)-T_a的曲线来获得热网络的自然频率，拟合形式为其中A₁A₂A₃为拟合系数，t为测量壳温过程中的时间。

6.如权利要求1所述的基于热网络自然频率的碳化硅模块热参数测量方法，其特征在于，步骤(5)中，将提前测量出的两种散热工况下散热器的热阻以及拟合得到的热网络自然频率带入约束方程组中，求解出碳化硅模块的热阻和热容值。