大功率电子元器件IGBT散热系统研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:zoudehenhao
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IGBT是一种新型的大功率电子元器件,在我国的制造业上有着广泛的应用场景,比较常见的是运用在变频器、开关电源、轨道交通及电动汽车上。IGBT芯片模块作为纯电动汽车电机控制器的核心部件,它有着开关速率快、驱动功率小以及饱和压降低、载流密度大等优点,但是随着集成电路的迅猛发展,集成化程度越来越高,电子元器件功率密度增大,导致其产热量极高,会导致存在较多的安全隐患,因此对大功率电子元器件IGBT的散热系统的研究具有重要理论研究意义和工程应用价值。本文首先分析IGBT电子元器件芯片模块过热失效形式,然后研究了大功率器件散热系统的导热原理及常用的散热方式,之后制定了电动汽车电机控制器IGBT芯片散热方案,建立了串联、并联、串并联流道三种散热器结构模型,并在此基础上提出了新型复合多回路结构模型,并对四种散热器结构形式用FLUENT进行了仿真分析,从温度、速度及压力等维度分析了四种结构模型的散热效果,通过对比分析验证了新型复合多回路结构的综合性能最佳。然后在此结构基础上增加扰流柱进行热流固耦合分析。最后分析了不同参数的变化对散热器在运行过程中散热性能产生的影响,探究其规律及效果。为IGBT芯片散热器结构设计及最佳运行参数提供了理论依据及数据支持。
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