[发明专利]一种单芯片半桥IGBT功率模块的热网络模型

摘要

本发明公开了一种单芯片半桥IGBT功率模块的热网络模型。该模型包括IGBT结‑壳热阻，IGBT壳‑散热器热阻，Diode结‑壳热阻，Diode壳‑散热器热阻，单个桥臂的散热器‑环境热阻，表示IGBT功率损耗的电流源，表示Diode的功率损耗的电流源，表示环境温度的电压源。单个桥臂内的IGBT与Diode的壳温节点之间存在耦合热阻支路，上下桥臂Diode壳温节点之间存在耦合热阻，上下桥臂对应的散热器温度节点之间存在耦合热阻，热网络模型中的上下桥臂完全对称。其中，单个桥臂内的IGBT与Diode的壳温节点之间存在的耦合热阻支路由热阻串联理想二极管支路以及热阻串联理想二极管支路组成。本发明的热网络耦合模型能够更加精确的预测功率模块在一定损耗下的结温，以更加精准的预测功率模块的寿命。

主权项

一种单芯片半桥IGBT功率模块的热网络模型，其特征在于：包括表示IGBT芯片到基板间的热阻即IGBT结‑壳热阻（1）、表示IGBT对应位置的基板到散热器间的热阻即IGBT壳‑散热器热阻（2）、表示Diode芯片到基板间的热阻即Diode结‑壳热阻（3），表示Diode对应位置的基板到散热器间的热阻即Diode壳‑散热器热阻（4），表示单个桥臂对应位置的基板到散热器间的热阻即单个桥臂的散热器‑环境热阻（5），表示上桥臂IGBT功率损耗的电流源（12）、表示下桥臂IGBT功率损耗的电流源（15），表示上桥臂Diode的功率损耗的电流源（13）、表示下桥臂Diode的功率损耗的电流源（14），表示环境温度的电压源（16），上下桥臂各芯片的结‑壳热阻与壳‑散热器热阻以及表示上桥臂各芯片功率损耗的电流源串联后相并联，然后再与散热器‑环境热阻、表示环境温度的电压源相串联；表示单个桥臂内的IGBT与Diode的壳温的电压节点之间存在耦合热阻支路，表示上下桥臂Diode壳温的电压节点之间存在耦合热阻（8），表示上下桥臂对应的散热器温度的电压节点之间存在耦合热阻（9），热网络模型中的上下桥臂完全对称。