基于传热反问题的绝缘栅双极型晶体管模块温度计算方法

吉林大学学报(工学版) ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (6): 1743-1747.

基于传热反问题的绝缘栅双极型晶体管模块温度计算方法

魏克新^1,2,杜明星^1,2

1.天津大学电气与自动化工程学院|天津 300072；2.天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室|天津 300384

收稿日期:2010-03-04 出版日期:2011-11-01 发布日期:2011-11-01
通讯作者: 杜明星(1980-),男,讲师,博士研究生.研究方向:功率变换器故障预报与诊断机理. E-mail:dumx@tju.edu.cn
作者简介:魏克新(1954-),男,教授.研究方向:功率变流器控制技术,系统故障预报与诊断以及EMC研究.E-mail:kxwei@tjut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目（50977063）；“863”国家高技术研究发展计划项目(2008AA11A145)；天津市科技支撑计划重点项目（09ZCKFGX01800）.

Temperature calculation method of IGBT modules based on inverse heat conduction problem

WEI Ke-xin^1,2,DU Ming-xing^1,2

1.School of Electrical Engineering and Automation, Tianjin University, Tianjin 300072,China|2.Tianjin Key Laboratory of Control Theory &|Applications in Complicated System, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China

Received:2010-03-04 Online:2011-11-01 Published:2011-11-01

摘要/Abstract

摘要：

在分析绝缘栅双极型晶体管（Insulated grid bipolar transistor,IGBT）模块内部传热机理的基础上,建立了集总参数的温度计算模型。采用边界元法对传热反问题的解空间进行离散。采用共轭梯度法求解传热反问题,得到较准确的等效热阻和等效热容值。该方法通过与制造商提供的IGBT模块结温实验数据和有限元方法计算的结果相比较,计算误差小于5%。

关键词: 电气工程, 温度计算模型, 传热反问题, 绝缘栅极双极型晶体管, 结温

Abstract:

A model was built for the calculation of temperature of the insulated grid bipolar transistor(IGBT) using the lumped parameters based on analyzing the heat transfer mechanism in the IGBT. The solution space of the inverse heat transfer problem was discreted by the boundary element method. The inverse heat transfer problem was solved by the conjugated gradient method to get the accurate equivalent thermal resistance and capacitance. The results by the proposed method were compared with the experimental data of the junction temperature of IGBT provided by the manufacturer technical documents as well as with the results by the finite element method, the temperature calculation error is less than 5%.

Key words: electrical engineering, temperature calculation model, inverse heat conduction problem, insulated grid bipolar transistor (IGBT), junction temperature

中图分类号:

TM930

魏克新^1,2,杜明星^1,2. 基于传热反问题的绝缘栅双极型晶体管模块温度计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(6): 1743-1747.

WEI Ke-xin,DU Ming-xing. Temperature calculation method of IGBT modules based on inverse heat conduction problem[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(6): 1743-1747.

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[1]	孙淑琴, 刘骏妍, 蒋川东, 孟庆云, 林君, 彭良玉. 最小二乘权值平滑滤波技术在核磁共振信号处理中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(3): 985-995.
[2]	包广清, 毛振鹏. 基于超导储能系统的不对称电压跌落补偿方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1234-1241.
[3]	周逢道，董威，包志强，薛开昶，胡越，孙彩堂. 基于开关电源的三相电磁干扰滤波器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(1): 216-221.
[4]	龚敏明, 时玮, 张言茹, 姜君, 张维戈, 姜久春. 纯电动公交车锂离子动力电池的使用条件控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1081-1087.
[5]	王帅夫,刘景林. 基于大脑情感学习模型的步进电机控制系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(3): 765-770.
[6]	刘敬猛, 孟艳艳, 陈伟海, 吴星明. 三自由度永磁球形电机的建模和电压控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(2): 560-566.
[7]	王德成, 林辉. 电机四象限运行的直接转矩控制动态加载[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(01): 276-280.
[8]	孙跃, 李玉鹏, 唐春森, 王智慧. 适用于家电的感应电能传输系统频率稳定性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1601-1606.
[9]	赵飞翔, 张建伟, 郭孔辉, 张立浩, 郑重. 基于重构电压的感应电机等效参数离线辨识[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1596-1600.
[10]	薛开昶, 董威, 林君, 周逢道. 逆m序列随机相位PWM逆变器的EMI峰值抑制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(06): 1589-1595.
[11]	翟渊, 孙跃, 苏玉刚, 王智慧, 唐春森. 推挽型软开关感应耦合电能传输变换器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(04): 1029-1034.
[12]	孙跃, 田勇, 苏玉刚, 王智慧, 唐春森. 电动车无线能量互充系统及其恒流控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(02): 491-496.
[13]	陈松利, 田德, 孙云峰, 辛海升, 韩巧丽. 离网型户用风光互补发电系统的匹配[J]. , 2012, 42(04): 882-886.
[14]	张彩萍, 姜久春. 用基于遗传优化的扩展卡尔曼滤波算法辨识电池模型参数 [J]. , 2012, (03): 732-737.
[15]	温旭辉, 刘钧, 赵峰, 孔亮, 王又珑. 用于电动车辆的高性能永磁电机驱动系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(增刊2): 321-326.

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