建模操作中,曲线编辑提取是最核心的一步操作,这里单独介绍模块的热阻曲线设置。其实这一部分是准备在有空了把耦合热阻的概念说清楚再写的,关于热阻一直打算写一篇文章这里面又很多概念很模糊,特别是耦合的部分。比如,物理意义上的耦合热阻其实并不是我们实际上使用的耦合热阻。关于这部分后面还是会找时间写一篇文章讲清楚。单个开关的IGBT和FRD的一般意义上的考虑热耦合的结温计算方式为为:Tvj(T)=P(T)*Rth(T)+P(D)*Rcouple(T-D)其中,Tvj(T)表示IGBT的温升,P(T)表示IGBT自身的功耗,Rth(T)表示IGBT的测量热阻。P(D)表示FRD的自身的功耗,Rcouple(T-D)表示IGBT和FRD之间的测量耦合热阻。这个耦合热阻的测量方法一般是通过IGBT加热测FRD温升或者反过来测量获得。
热阻设置界面如上图所示,点击右上角的"编辑曲线"。即可进入热阻参数编辑界面,如下图所示。前面介绍过,为了方便用户随时编辑随时保存,新建模型的时候,系统是有默认数据的。操作的时候可以在原有默认数据基础上修改即可。设置热阻参数比较简单,直接输入多阶的Foster模型参数即可。
一般原厂都会在热阻曲线中提供该参数,如下图所示。分别输入IGBT和FRD的热阻数据就可以。需要强调的是,注意热阻的单位,比如下图中,原厂提供的热阻单位是K/W,系统中需要输入的热阻单位数K/kW。所以热阻输入的数据是原厂数据乘以1000以完成单位的换算,时间常数直接输入即可。需要注意的是,时间常数不能设置为0。
这里的耦合热阻参数默认是0,意思是不考虑耦合。它指的是同一个开关的IGBT与反并联FRD的热耦合。桥臂之间的热耦合在系统中忽略了,主要是因为其数值比较小,对结温影响较小。而同一桥臂的热阻相对影响较大。所以这里只考虑同一桥臂的热耦合,同时也是为了避免过多的数据输入。
最后需要说明的一点是,热阻的Foster模型参数一般都是根据热仿真或者测试的温变曲线拟合出来的。对于耦合部分,四阶的热阻参数中,可能会拟合出来某一阶的热阻参数数值为负,这个是正常的,因为这种模型本身是没有物理意义的,负数的话直接输入就好。
这里说一下,对于SiC MOS,在没有反并联二极管情况下的热阻输入。不仅仅是SiC-MOS,也包括RC-IGBT等单体正反向流电流的器件,都是一样的。因此如下图所示,直接输入一组热阻参数即可。
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