基于场路耦合的大功率IGBT多速率电热联合仿真方法

• 作者: 刘宾礼 罗毅飞 肖飞 贾英杰 黄永乐
• 来源期刊: 电工技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 自热效应 极端工况 场路耦合 联合仿真
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 电力电子
• 页码范围: 1952-1961
• 页数: 10页
• 分类号: TN322
• 字数: 6007字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.190350

摘要

IGBT模块在以短路为代表的非周期过载极端工况中,其自热效应明显.由于高压、大电流等外载荷的冲击,IGBT的温度会在短时内迅速升高,进而影响IGBT芯片的半导体特性以及封装结构的材料特性,并最终直观表现为模块端口电气特性的变化.此时,需要同时关注IGBT的电气特性与温度分布特性,而电问题与热问题在时间尺度上的差异为电热耦合仿真带来了不便.基于此,该文提出一种基于场路耦合的电热联合仿真方法.首先阐述IGBT场路耦合联合仿真的基本原理;然后分别在Simulink与COMSOL中构建基于IGBT物理模型的电路模型以及基于有限元的热模型,通过Matlab控制脚本实现了多速率仿真策略下的电热联合仿真;最后以ABB 3.3kV/1500A大功率IGBT模块为例,通过开关暂态测试和短路测试对所提出的仿真方法进行了验证.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖飞	海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室	87	1072	20.0	30.0
2	刘宾礼	海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室	21	337	9.0	18.0
3	罗毅飞	海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室	15	115	5.0	10.0
4	贾英杰	海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室	3	0	0.0	0.0
5	黄永乐	海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室	4	0	0.0	0.0