基于电热耦合模型的功率器件结温预测

结温预测对于功率器件的可靠性分析具有重要意义,基于此,提出了一种基于电热耦合模型的功率器件结温预测方法。首先通过Twin Builder软件建立了绝缘栅双极晶体管(IGBT)的行为模型,通过电路仿真的手段获取IGBT的平均功耗为324 W;然后将IGBT的功耗代入有限元仿真模型中得到了IGBT模块温度场分布,最高温度为99.58℃;最后搭建了IGBT模块结温测试平台,将仿真结果与实验数据进行对比,验证温度场计算模型的有效性;并实验对比了IGBT功耗分别为119 W和294 W下的最高结温,得到的温度场计算误差在10%以内,验证了IGBT有限元模型的有效性。

基于ANSYS的IGBT模块健康状态研究

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的老化失效会对电力电子系统的可靠性造成不良影响,其中键合线疲劳是IGBT模块老化失效的主要原因之一。为探究键合线疲劳对IGBT模块的影响,通过ANSYS有限元仿真,定量分析键合线脱落与IGBT模块健康状态之间的联系,结果表明键合线脱落不仅会使IGBT模块的结温升高,键合线受到的热应力增大,而且还会增大芯片下方的焊料层等效塑性应变,加速IGBT模块的失效。