理论教育 比较不同封装器件的热路分析:8.4.4

比较不同封装器件的热路分析:8.4.4

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:平板压装式的器件IGCT与模块式的IGBT相比,热阻模型和热路分析也存在较大的区别。从IGBT和IGCT变换器一个桥臂等效热路图,可以很容易看出两者的区别,图8-34 高压IGCT的桥臂等效热路从热路分析的角度看,基于压装器件变换器的热路分析要相对复杂一些。

比较不同封装器件的热路分析:8.4.4

平板压装式的器件IGCT与模块式的IGBT相比,热阻模型和热路分析也存在较大的区别。简单来说,模块式IGBT中的功率损耗主要通过结-壳和壳-散热器的热阻电路传导出去,而在平板压装式的器件中存在两个散热面,其结-壳是两个热阻,其内部的功率损耗是通过两个不同的结-壳和壳-散热器的热阻电路传导出去。以高压两电平变换器的一个桥臂为例,来说明两者热路分析的区别。基于高压IGBT的桥臂机械结构示意图如图8-31所示。如果不考虑散热器的温度分布,认为其温度均一,则可以看成两个IGBT中的损耗分别经过各自的内部热阻传导到散热器上,然后由散热器一起传导给外部空气。

978-7-111-35666-0-Chapter08-71.jpg

图8-31 基于高压IGBT的桥臂机械结构示意图

对应的等效热路如图8-32所示。其中Tj是器件的结温,Ps是器件的功率损耗,Rth(j-c)是器件内部结到壳的热阻,Rth(c-s)是器件壳到散热器的热阻,Rth(s-a)是散热器到环境的热阻,脚标1和2分别代表不同器件对应的热阻和损耗。

基于高压IGCT的桥臂机械结构示意图如图8-33所示,两个IGCT被三个散热器夹在中间。显然在该结构中,两个IGCT中的损耗分别经过各自的内部阳极和阴极的热阻传导到散热器上,经由不同的散热器一起传导到外部,一般的三个散热器的温度存在差异。

978-7-111-35666-0-Chapter08-72.jpg

图8-32 高压IGBT的桥臂等效热路

978-7-111-35666-0-Chapter08-73.jpg(www.daowen.com)

图8-33 基于高压IGCT的桥臂机械结构示意图

其中每个IGCT的上端为阳极,下端为阴极,两个IGCT编号分别为Q1、Q2、平均损耗(已包含反并联二极管的损耗)不相同,分别为Ps1Ps2,两个IGCT的结到阳极和阴极表面的热阻分别为Rth(j-c)1aRth(j-c)1kRth(j-c)2aRth(j-c)2k(1,2表示器件,a表示阳极,k表示阴极),IGCT表面与散热器的接触热阻分别为Rth(c-s)1aRth(c-s)1kRth(c-s)2aRth(c-s)2k,三个散热器r、s、t的散热器-环境热阻为Rth(s-a)rRth(s-a)sRth(s-a)t,对应的等效热路如图8-34所示。

从IGBT和IGCT变换器一个桥臂等效热路图,可以很容易看出两者的区别,

978-7-111-35666-0-Chapter08-74.jpg

图8-34 高压IGCT的桥臂等效热路

从热路分析的角度看,基于压装器件变换器的热路分析要相对复杂一些。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈