隨著可再生能源不斷開發(fā),電力電子系統(tǒng)的運行條件愈發(fā)嚴苛,對功率半導體器件的可靠性提出了嚴峻的挑戰(zhàn),其中,嚴苛的環(huán)境溫度及器件溫度的快速變化是影響功率器件壽命的2個主要因素。因此,模擬環(huán)境溫度對功率器件的影響是分析器件老化因素的關鍵步驟。由于傳統(tǒng)模擬環(huán)境溫度的方法昂貴且不能模擬溫度的急劇變化,因此提出了一種功率半導體器件的溫控散熱器設計方法。該設計方法引入了基于PLECS的熱仿真模型及基于占空比可變開關信號的溫度控制算法,能夠實現(xiàn)功率半導體器件環(huán)境溫度的模擬。相較于傳統(tǒng)方法（如溫箱）,該方法能夠實現(xiàn)更快的溫度響應速度,且成本更低。搭建了實驗樣機,通過實驗驗證了該設計方法的有效性。 

【文章來源】：電源學報. 2020,18(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

功率半導體器件常用的熱等效模型

基于以上分析，本文提出了一種基于溫控散熱器的功率半導體器件環(huán)境溫度模擬系統(tǒng)，如圖2所示。由式（1）可知，待模擬的環(huán)境溫度可以通過一個補償環(huán)節(jié)轉換為對應的散熱器溫度，通過控制散熱器溫度擬合補償環(huán)節(jié)轉換后的環(huán)境溫度，從而實現(xiàn)功率半導體器件環(huán)境溫度的模擬。圖中，溫控散熱器由散熱器、加熱冷卻系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)及測溫系統(tǒng)組成，為實現(xiàn)快速準確的溫度擬合，溫控散熱器需滿足以下要求：測溫系統(tǒng)的精度應足夠高，溫控系統(tǒng)的控溫速度應足夠快，加熱冷卻系統(tǒng)的功率應足夠大。2 溫控散熱器的設計原理

本文選取文獻[14]中包含三相兩電平逆變器的電機驅動系統(tǒng)作為待測的電力電子系統(tǒng)，仿真結果顯示待測系統(tǒng)的功率損耗為223.5 W。通過調整Rth(c-h）參數(shù)可以確定，為避免功率半導體的結溫超過其最大結溫（175℃），散熱器到環(huán)境熱阻Rth(c-h）應小于0.197℃/W。2.2 測溫系統(tǒng)


本文編號：3335212