绝缘栅双极晶体管模块温度的快速求解算法

• 作者: 刘任 叶莉 唐波 赵志斌 鲁少军
• 来源期刊: 高压电器
• 关键词: IGBT模块温度 拟合 插值 电热比拟 差分化 直接法
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 研究与分析
• 页码范围: 129-136
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13296/j.1001-1609.hva.2017.04.021

摘要

在绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块的高效散热设计、变流器系统的长期可靠性评估等方面,通常需要了解IGBT模块温度,而现有模型及方法仿真耗时严重,难以实现IGBT模块温度的快速求解.针对该问题,文中借鉴直接法的思想,提出了一种新的IGBT模块温度快速求解算法.基于拟合及插值算法,推导并建立了IGBT模块功率损耗模型;基于电热比拟理论,探讨并建立了集中参数的IGBT模块等效Cauer传热网络模型,并将传热微分方程差分化;最终,在同一电路仿真器中构建出IGBT模块温度的快速求解算法.在两电平三相逆变器的算例中,通过与英飞凌IPOSIM的温度计算结果对比,表明文中算法最大误差为3.01％,且温度变化趋势与IPOSIM基本一致;通过与传统基于IGBT器件物理模型、热网络组件模型的计算时间对比,表明文中算法计算速度提高了近1 255倍.