[发明专利]一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法及系统

说明书

本发明提供一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法及系统，其中，方法包括：构建IGBT的实体模型；对实体模型进行网格划分，获取多个第一有限元单元；定义各个第一有限元单元的发热参数并定义第一有限元单元的第一类温度传递参数，获得初始模型；在初始模型外侧构建多个虚拟的第二有限元单元，获取初始模型的设置环境；基于设置环境，定义第二有限元单元的第二类温度传递参数，获得最终模型。本发明的基于IGBT高温特性的有限元建模方法，实现构建IGBT的用于高温特性分析的有限元模型。

技术领域

本发明涉及模拟仿真技术领域，特别涉及一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法及系统。

背景技术

绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种综合了功率场效应晶体管（MOSFET）和双极型晶体管（BJT）结构的复合器件，并且同时吸收了两者的优点，具有输入阻抗高、开关速度快、驱动功率小、饱和压降低、控制电路简单、承受电流大等特性，在各种电力电子变换装置中得到广泛的应用。

在模拟仿真技术领域，现有的IGBT模型并没有用于高温特性仿真的模型，因此为了实现对IGBT的高温特性的模拟，亟需一种建立基于IGBT高温特性的模型的方法。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法，实现构建IGBT的用于高温特性分析的有限元模型。

本发明实施例提供的一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法，包括：

构建IGBT的实体模型；

对实体模型进行网格划分，获取多个第一有限元单元；

定义各个第一有限元单元的发热参数并定义第一有限元单元的第一类温度传递参数，获得初始模型；

在初始模型外侧构建多个虚拟的第二有限元单元，

获取初始模型的设置环境；

基于设置环境，定义第二有限元单元的第二类温度传递参数，获得最终模型。

优选的，对实体模型进行网格划分，获取多个第一有限元单元，包括：

解析实体模型，确定各个物质接触面；

基于各个物质接触面，确定多个分割平面；

基于多个分割平面，将实体模型分割为多个第一有限元单元。

优选的，定义各个第一有限元单元的发热参数并定义第一有限元单元的温度传递参数，获得初始模型，包括：

确定第一有限元单元位于实体模型的位置；

基于位置，确定第一有限元单元是否为IGBT运行时的发热部位；

当是发热部位时，将发热参数中触发函数定义为预设的第一数值；

当不是发热部位时，将发热参数中触发函数定义为预设的第二数值。

优选的，定义各个第一有限元单元的发热参数并定义第一有限元单元的温度传递参数，获得初始模型，包括：

当触发函数被定义为第一数值时，基于位置，确定第一有限元单元的材质数据以及电阻等效方向；

基于电阻等效方向和第一有限元单元的空间尺寸，确定用于确定等效电阻确定的尺寸参数；

基于材质数据、尺寸参数和预设的等效电阻确定库，确定第一有限元单元的等效电阻。

优选的，定义各个第一有限元单元的发热参数并定义第一有限元单元的第一类温度传递参数，获得初始模型，包括：

确定第一有限元单元位于实体模型的位置；