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热仿真模型的建立
模型整体结构如图:
模型仰视图如下:
IGBT模块热模型的建立
芯片、IGBT等热源实际结构非常复杂,其热量的传递方式如图。
6SigmaET在对热源进行建模时提供了几种不同详细等级的方法:
鉴于IGBT的热特性,使用详细建模的方法能更精确地模拟其表面及内部的温度分布。其剖面结构如下:
6SigmaET可以利用CAD导入详细结构的方法建立 IGBT的热模型:
IGBT模块共4个,它们在散热器上的摆放位置如图:
计算条件的设定
计算目标及方案
计算目标:
(1)得到风扇的工作点.
(2)计算不同开孔形式对风扇实际工作流量的影响。(3)得到 IGBT 结点和散热器的温度。
(4)计算电感发热对 IGBT 温度的影响。
方案:
(1)使用前面板+使用原无开孔壳体;
(2)去掉前面板+使用原无开孔壳体;
(3)去掉前面板+去掉电感+使用原无开孔壳体;
(4)使用前面板+侧开孔壳体(侧开孔两个侧面都有);
(5)使用前面板+侧开孔壳体 2(更多侧开孔,侧开孔两个侧面都有);
(6)使用前面板+底部开孔壳体(开孔大致位于电感和散热器的中间的空隙 位置,在底面上);
(7)去掉前面板+去掉电感+去掉原无开孔壳体(仅保留散热器和风扇下面的 底板);
(8)在方案 1 的基础上,将电感发热量调整为 0,以计算电感发热对 IGBT 的影响。
计算结果
方案 1(使用前面板+使用原无开孔壳体)结果
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案2(去掉前面板+使用原无开孔壳体)
风扇温度:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 3(去掉前面板+去掉电感+使用原无开孔壳体)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 4(使用前面板+侧开孔壳体)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 5(使用前面板+更多侧开孔壳体)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 6(使用前面板+底部开孔壳体)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 7(去掉前面板+去掉电感+去掉原无开孔壳体)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
方案 8(电感发热量调整为 0)
风扇风量:
模块结点温度:
模块表面温度:
散热器温度:
总结
上述方案的风扇流量、IGBT结点温度、散热器最高温度汇总如下:
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