igbt功率模块之结温测算

2021-06-08

1、稳态结温测算

当逆变器处在稳态运转，或是准稳态运转（负载变动比较慢）时，我们可以选择igbt模块单个开关的平均耗损和结-NTC的热阻Rth（j-r）来测算igbt模块的结温（见图7）。这里假设igbt模块模块中每个igbt模块开关的耗损和结温都是一致的，因此选择1个同样的热阻Rth（j-r）就可以了。

图7：稳态结温测算

要留意的是，测算耗损的参数（如Vce0，Rce，Eon，Eoff）和结温都是正相关的，因此在计算时要做数次迭代处理直至结温贴近稳定。

此外1个问题是这样的稳态计算方法获得的结温是平均结温，无法体现结温的波动，在輸出基波频率10Hz之下时，结温波动会很突出。要测算igbt模块的最高结温，1个简单的方式是选择基波频率结温校正系数对平均结温进行校正，如图8所显示，这一结温校正系数和器件的热阻抗有关。

图8：基波频率结温校正系数

2、动态结温测算

对于冲击型负载（负载短时大幅度变动），如伺服控制器需要3倍过载1-3秒，电动汽车控制器需要堵转1-5秒，稳态结温计算方法就不会适合。一方面，在几秒时间内igbt模块的结温处在动态增多的过程，这就要选择结-NTC的暂态热抗Zth（j-r）来测算；另一方面，每一个igbt模块开关的耗损和结温也许会不一致，例如在电动汽车堵转时，6个igbt模块开关只有一个igbt模块承担过大的电流，而其余5个igbt模块的电流相对较小或为零，这便会造成每一个igbt模块开关和NTC间的热阻抗都不同。在做热阻抗检测时要各自对每一个igbt模块开关检测。

以上就是传承电子对igbt功率模块之结温测算的介绍，传承电子是一家以电力电子为专业领域的功率半导体模块制造商，为众多的企业公司提供功率半导体模块的定制、生产和加工，同时还给众多公司提供来料代工或贴牌加工业务。主要产品为各种封装形式的绝缘式和非绝缘式功率半导体模块、各种标准和非标准的功率半导体模块等。

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