隨著可再生能源不斷開(kāi)發(fā),電力電子系統(tǒng)的運(yùn)行條件愈發(fā)嚴(yán)苛,對(duì)功率半導(dǎo)體器件的可靠性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),其中,嚴(yán)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(gè)主要因素。因此,模擬環(huán)境溫度對(duì)功率器件的影響是分析器件老化因素的關(guān)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(dǎo)體器件的溫控散熱器設(shè)計(jì)方法。該設(shè)計(jì)方法引入了基于PLECS的熱仿真模型及基于占空比可變開(kāi)關(guān)信號(hào)的溫度控制算法,能夠?qū)崿F(xiàn)功率半導(dǎo)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?qū)崿F(xiàn)更快的溫度響應(yīng)速度,且成本更低。搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的有效性。 

【文章來(lái)源】：電源學(xué)報(bào). 2020,18(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

功率半導(dǎo)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(dǎo)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(guò)一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的散熱器溫度，通過(guò)控制散熱器溫度擬合補(bǔ)償環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換后的環(huán)境溫度，從而實(shí)現(xiàn)功率半導(dǎo)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(cè)溫系統(tǒng)組成，為實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的溫度擬合，溫控散熱器需滿足以下要求：測(cè)溫系統(tǒng)的精度應(yīng)足夠高，溫控系統(tǒng)的控溫速度應(yīng)足夠快，加熱冷卻系統(tǒng)的功率應(yīng)足夠大。2 溫控散熱器的設(shè)計(jì)原理

本文選取文獻(xiàn)[14]中包含三相兩電平逆變器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為待測(cè)的電力電子系統(tǒng)，仿真結(jié)果顯示待測(cè)系統(tǒng)的功率損耗為223.5 W。通過(guò)調(diào)整Rth(c-h）參數(shù)可以確定，為避免功率半導(dǎo)體的結(jié)溫超過(guò)其最大結(jié)溫（175℃），散熱器到環(huán)境熱阻Rth(c-h）應(yīng)小于0.197℃/W。2.2 測(cè)溫系統(tǒng)


本文編號(hào)：3335212