[发明专利]一种IGBT模块的稳态温度计算方法

摘要

本发明公开了一种IGBT模块的稳态温度计算方法，所述IGBT模块的稳态温度计算方法包括以下步骤：计算IGBT模块损耗；输入IGBT模块热特性参数；建立IGBT模块散热系统热路模型，所述热路模型包括IGBT模块、导热接触材料和散热器；确定IGBT模块温度。通过本发明提出的IGBT模块的计算方法，避免了现有技术通过端口传热特性数学逼近方法产生的等效热路模型，在保证稳态计算精度的同时避免非物理热阻和热容产生的失真和误差；避免了场域计算模型计算工作量巨大耗时严重的弊端，提升了基于IGBT模块的系统设计的工作效率。

主权项

1.一种IGBT模块的稳态温度计算方法，所述IGBT模块由IGBT芯片和二极管芯片组成，其特征在于，所述IGBT模块的稳态温度计算方法包括以下步骤：计算IGBT模块损耗；输入IGBT模块热特性参数；建立IGBT模块散热系统热路模型，所述热路模型包括IGBT模块、导热接触材料和散热器；确定IGBT模块温度；所述输入IGBT模块热特性参数包括以下步骤：输入所述IGBT芯片的结‑壳热阻Rth(j‑c).IGBT；输入所述二极管芯片的结‑壳热阻Rth(j‑c).FWD；输入所述导热接触材料的热阻Rth(TIM).chip；输入所述散热器散热面到外环境的热阻Rth(h‑a)；输入外环境温度；其中，所述Rth(j‑c).IGBT、所述Rth(j‑c).FWD、所述Rth(TIM).chip和所述Rth(h‑a)的单位为K/W，所述外环境温度单位为℃；所述建立IGBT模块散热系统热路模型包括以下步骤：基于IGBT模块热量传输路径中元件连接拓扑确定IGBT模块散热系统热路模型结构；将IGBT芯片和二极管芯片的总损耗的数值作为电流源，将环境温度的数值作为电压源；根据热量传输路径和元件连接关系将元件热阻的对应电阻连接于热路模型中电流源和电压源之间；所述确定IGBT模块温度，包括以下步骤：对建立的IGBT模块散热系统热路模型进行电路求解；将热路模型中IGBT芯片对应电流源和IGBT芯片的结‑壳热阻之间公共节点的电压对应于IGBT芯片的结温，该电压单位为V，该结温单位为℃；将热路模型中二极管芯片对应电流源和二极管芯片的结‑壳热阻之间公共节点的电压对应于二极管芯片的结温，该电压单位为V，该结温单位为℃；将热路模型中IGBT芯片的结‑壳热阻、二极管芯片的结‑壳热阻与导热接触材料的热阻之间公共节点的电压对应于IGBT模块的外壳温度，该电压单位为V，该外壳温度单位为℃；将热路模型中导热接触材料的热阻和散热器散热面到外环境的热阻之间公共节点的电压对应于散热器的表面温度，该电压单位为V，该表面温度单位为℃。