本文選題：傳熱數(shù)學(xué)模型　切入點：結(jié)溫運行規(guī)律　出處：《電工技術(shù)學(xué)報》2017年12期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：提出一種基于傳熱動力學(xué)作用特征建立絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)結(jié)溫預(yù)測模型的建模方法。針對目前IGBT結(jié)溫預(yù)測模型無法靈活應(yīng)用于多時間尺度仿真與快速計算模式的問題,通過將簡單(階躍)信號下得到的動力學(xué)作用分量應(yīng)用于復(fù)雜(PWM)信號下,建立IGBT結(jié)溫預(yù)測數(shù)學(xué)模型。基于經(jīng)典Cauer傳熱RC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),建立針對階躍功率輸入信號的IGBT結(jié)溫預(yù)測數(shù)學(xué)模型。提出采用自然解耦的方法,對IGBT傳熱動力學(xué)特性進(jìn)行研究,建立傳熱動力學(xué)作用分量的準(zhǔn)確表征。在此基礎(chǔ)上,采用自然解耦與精確補償?shù)姆椒?建立針對PWM脈沖功率輸入信號的IGBT瞬態(tài)結(jié)溫預(yù)測數(shù)學(xué)模型。仿真與實驗結(jié)果驗證了模型的正確性與準(zhǔn)確性。所建IGBT結(jié)溫預(yù)測數(shù)學(xué)模型對于查明IGBT器件的傳熱動力學(xué)作用機理,實現(xiàn)結(jié)溫的快速有效仿真與計算,建立IGBT傳熱多時間尺度數(shù)學(xué)模型具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
[Abstract]:A modeling method based on heat transfer dynamics is proposed to model the junction temperature prediction model of insulated gate bipolar transistor (IGBT). The current IGBT junction temperature prediction model can not be flexibly applied to multi-time scale simulation and fast calculation model. The mathematical model of IGBT junction temperature prediction is established by applying the dynamic action components obtained from simple (step) signals to complex PWM signals. Based on the classical Cauer heat transfer RC network structure, a mathematical model for predicting IGBT junction temperature is established. A mathematical model of IGBT junction temperature prediction for step power input signals is established. A natural decoupling method is proposed to study the dynamic characteristics of heat transfer in IGBT, and the accurate characterization of the components of heat transfer dynamics is established. The method of natural decoupling and accurate compensation is used. A mathematical model of IGBT transient junction temperature prediction for PWM pulse power input signal is established. The simulation and experimental results verify the correctness and accuracy of the model. The mathematical model of IGBT junction temperature prediction can be used to find out the mechanism of heat transfer dynamics of IGBT devices. The fast and effective simulation and calculation of junction temperature and the establishment of multi-time scale mathematical model of IGBT heat transfer have important theoretical significance and application value.
【作者單位】： 海軍工程大學(xué)艦船綜合電力技術(shù)國防科技重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重點項目(51490681);國家自然科學(xué)基金青年項目(51507185)資助 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973計劃)(2015CB251004)
【分類號】：TN322.8

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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3 武曉明;柔性直流系統(tǒng)IGBT建模及應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué);2015年

4 王賀;IGBT功率模塊結(jié)溫探測和壽命預(yù)測[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

5 黃歡;IGBT功率模塊熱傳導(dǎo)與退化研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 秦星;風(fēng)電變流器IGBT模塊結(jié)溫計算及功率循環(huán)能力評估[D];重慶大學(xué);2014年

【二級參考文獻(xiàn)】

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2 徐銘偉;絕緣柵雙極型晶體管結(jié)溫仿真模型及其應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 陳永淑;IGBT的可靠性模型研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 楊玲玲;新型IGBT器件的設(shè)計與建模[D];廈門大學(xué);2009年

5 李平;NPT型IGBT電氣模型及參數(shù)提取[D];浙江大學(xué);2009年

6 王倩;IGBT的電熱學(xué)特性的研究[D];江南大學(xué);2008年

7 曹慧敏;風(fēng)能資源評估系統(tǒng)的研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

8 王彥剛;IGBT模塊熱行為及可靠性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2000年

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2 ;結(jié)溫老化[J];半導(dǎo)體技術(shù);1978年03期

3 費翔;錢可元;羅毅;;大功率LED結(jié)溫測量及發(fā)光特性研究[J];光電子.激光;2008年03期

4 陳明;胡安;唐勇;汪波;;絕緣柵雙極型晶體管脈沖工作時結(jié)溫特性及溫度分布研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2012年04期

5 David L.Blackburn;周煥文;;關(guān)于功率晶體管峰值結(jié)溫的電測量技術(shù)[J];半導(dǎo)體情報;1978年04期

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8 閆軍政;楊士元;吳維剛;張金龍;;功率控制器結(jié)溫?zé)o損傷測量技術(shù)研究與實現(xiàn)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2013年01期

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10 朱陽軍;苗慶海;張興華;盧爍今;;基于實際結(jié)溫分布中小電流過趨熱效應(yīng)的驗證[J];半導(dǎo)體學(xué)報;2007年07期

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2 郭偉玲;王曉明;陳建新;鄒德恕;沈光地;;LED結(jié)溫的測量方法研究[A];海峽兩岸第十四屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2007年

3 慕建偉;滕飛;李開祥;宿天賦;李志;;LED結(jié)溫及其計算方法[A];第二十七屆中國（天津）2013IT、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)、電子、儀器儀表創(chuàng)新學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

4 張志堅;;熱阻法在IPM模塊結(jié)溫測試中的應(yīng)用[A];《IT時代周刊》論文專版（第300期）[C];2014年

5 賈穎;李逗;曾晨暉;梁偉;曹紅;;控制結(jié)溫的功率晶體管穩(wěn)態(tài)工作壽命試驗的實現(xiàn)[A];第十一屆全國可靠性物理學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

6 吳軍科;周雒維;孫鵬菊;杜雄;;功率變流器中IGBT模塊的結(jié)溫管理策略研究[A];第七屆中國高校電力電子與電力傳動學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

7 毛德豐;郭偉玲;賈學(xué)姣;張勇輝;高國;沈光地;;功率LED熱學(xué)特性研究[A];海峽兩岸第十五屆照明科技與營銷研討會專題報告暨論文集[C];2008年

8 張德駿;曹紅;苗慶海;王家儉;張興華;楊志偉;滿昌峰;;控剖晶體管結(jié)溫的穩(wěn)態(tài)工作壽命試驗方法[A];中國電子學(xué)會可靠性分會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

9 毛德豐;郭偉玲;高國;沈光地;;功率LED電壓與溫度關(guān)系研究[A];中國照明論壇——城市照明節(jié)能規(guī)劃、設(shè)計與和諧發(fā)展科技研討會專題報告文集[C];2009年

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1 何山嵩 廣東;LED的壽命預(yù)測[N];電子報;2010年

2 上海力茲照明電氣有限公司 汪鋼 趙正之;LED燈條燈泡結(jié)溫的測量[N];消費日報;2014年

3 國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海) 國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 上海時代之光照明電器檢測有限公司 俞安琪;LED照明產(chǎn)品檢測方法中的缺陷及改善的對策(之二)[N];消費日報;2012年

4 國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海) 國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 上海時代之光照明電器檢測有限公司 俞安琪;LED照明產(chǎn)品檢測方法中的缺陷及改善的對策(之四)[N];消費日報;2012年

5 國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海) 國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心 上海時代之光照明電器檢測有限公司 俞安琪;LED照明產(chǎn)品檢測方法中的缺陷及改善的對策(之三)[N];消費日報;2012年

6 杭州浙大三色儀器有限公司董事長 牟同升;LED檢測：滿足產(chǎn)品需求 新應(yīng)用領(lǐng)域有差距[N];中國電子報;2007年

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1 吳軍科;非平穩(wěn)工況變流器IGBT模塊結(jié)溫平滑控制研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 羅皓澤;基于動態(tài)熱敏電參數(shù)法的大容量IGBT模塊結(jié)溫在線提取原理和方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 客洪亮;白光LED陣列結(jié)溫檢測以及壽命預(yù)測分析[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2017年

4 陳全;大功率LED結(jié)溫測試及其在封裝熱管理中的應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 張晶晶;大功率白光LED陣列結(jié)溫光譜檢測技術(shù)的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海技術(shù)物理研究所）;2014年

6 劉木清;照明用LED光效的熱特性及其測試與評價方法的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

7 張芹;大功率LED模塊溫度濕度加速壽命試驗研究[D];華中科技大學(xué);2011年

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4 李高顯;風(fēng)電變流器中功率半導(dǎo)體器件可靠性評估及其改善措施的研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 王賀;IGBT功率模塊結(jié)溫探測和壽命預(yù)測[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

6 黃歡;IGBT功率模塊熱傳導(dǎo)與退化研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

7 李家昌;4H-SiC PiN二極管高溫可靠性研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 武玫;GaN HEMTs器件結(jié)溫測試與變溫特性的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

9 漆琴;功率型LED結(jié)溫檢測與ANSYS仿真分析[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

10 劉丹;重復(fù)過流沖擊下IGBT退化的在線監(jiān)測[D];浙江大學(xué);2016年

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本文編號：1632833