[发明专利]一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，包括：

搭建功率循环仿真电路模型，通过仿真得到单周期内IGBT模块的平均损耗和瞬时损耗；

根据所述平均损耗和瞬时损耗，以结温为变量，拟合出平均功率与结温变化的函数关系，以及瞬时功率与结温变化的函数关系；

根据拟合的平均功率与结温变化的函数关系以及拟合的瞬时功率与结温变化的函数关系，计算所述IGBT模块内部芯片的等效电导率；

根据拟合的平均功率与结温的函数关系和所述等效电导率，建立稳态电热耦合热仿真模型，获得功率循环过程中所述IGBT模块的平均结温分布；

根据拟合的所述IGBT模块的瞬时功率与结温变化的函数关系进行瞬态电热耦合仿真，以所述稳态电热耦合模型的仿真结果作为温度边界条件，得到功率循环过程中所述IGBT模块的瞬态结温分布及变化情况。

2.如权利要求1所述的IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，所述根据所述平均损耗和瞬时损耗，以结温为变量，拟合出平均功率与结温变化的函数关系，以及瞬时功率与结温变化的函数关系，具体包括：

设置所述IGBT模块的结温T_j为变量，参数化扫描所述IGBT模块的周期内平均损耗和导通时瞬时损耗，得到扫描结果；

对所述扫描结果进行线性拟合，得到平均功率P_av和瞬时功率P_on随结温变化的函数关系：P_av＝K_av*T_j+A、P_on＝K_on*T_j+B；

其中，K_av为平均功率拟合系数，K_on为瞬时功率拟合系数，A和B分别为平均功率的线性拟合常数和瞬时功率的线性拟合常数。

3.如权利要求1所述的IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，

所述等效电导率包括稳态等效电导率和瞬态等效电导率；

所述根据拟合的平均功率与结温变化的函数关系以及拟合的瞬时功率与结温变化的函数关系，计算等效电导率，具体包括：

通过焦耳热过程计算模型得到所述IGBT模块内部芯片的发热过程模型：

根据所述发热模型和所述内部芯片的等效电阻R_e的计算公式得到与温度直接相关的电导率计算公式

根据拟合的平均功率与结温的函数关系式得到稳态等效电导率；

根据拟合的瞬时功率与结温的函数关系式得到瞬态等效电导率；

其中，L为所述内部芯片的厚度，S为所述IGBT模块的内部芯片的总面积，P_Tcon为器件通态损耗，I_c为内部芯片的流通电流，V_CE0为擎柱电压，R_e为器件通态等效电阻，T_j为芯片结温。

4.一种IGBT模块功率循环仿真装置，其特征在于，所述装置包括：单周期仿真模块、函数关系拟合模块、等效电导率计算模块、平均结温模块和瞬态结温模块；

所述单周期仿真模块用于搭建功率循环仿真电路模型，通过仿真得到单周期内IGBT模块的平均损耗和瞬时损耗；

所述函数关系拟合模块用于根据所述平均损耗和瞬时损耗，以结温为变量，拟合出平均功率与结温变化的函数关系，以及瞬时功率与结温变化的函数关系；

所述等效电导率计算模块用于根据拟合的平均功率与结温变化的函数关系以及拟合的瞬时功率与结温变化的函数关系，计算所述IGBT模块内部芯片的等效电导率；

所述平均结温模块用于根据拟合的平均功率与结温的函数关系和所述等效电导率，建立稳态电热耦合热仿真模型，获得功率循环过程中IGBT的平均结温分布；

所述瞬态结温模块用于根据拟合的IGBT瞬时功率与结温变化的函数关系进行瞬态电热耦合仿真，以所述稳态电热耦合模型的仿真结果作为温度边界条件，得到功率循环过程中IGBT的瞬态结温分布及变化情况。