一种IGBT接触热阻的估算方法.pdf

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1、计ili斤⋯⋯能；．f；．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯触一二一持一电一棚：一⋯_2．0二14一年!第一42二一卷!第3．期：⋯．王淑一种IGBT接触热阻的估算方法王淑旺，胡俊明，赵卫健，孙纯哲(1．合肥工业大学，合肥230009；2．安徽巨一自动化装备有限公司，合肥230009)摘要：电动汽车电机控制器的关键模块IGBT由于集成度高、发热量大，容易烧毁，亟需对其散热结构进行仿真分析与结构优化。对IGBT散热结构的仿真分析，必须先确定所需的几何物理边界条件和热物性边界条件，其中IGBT与散热器之间的接触热阻是关键的参数之一。但接触面的导热硅脂涂层的热特性及IGBT模块与

2、散热器的接触情况并不明确，为此建立了黑匣子模型，采用黑匣子逼近试算的热仿真分析方法，通过实验和FLUENT软件热仿真对比的手段成功地估算出了黑匣子的导热系数，并进一步验证了估算得到的接触热阻的合理性，为以后的仿真和优化分析奠定了基础。关键词：热仿真；IGBT模块；接触热阻；FLUENT软件中图分类号：TM464文献标志码：A文章编号：1004—7018(2014)03-0042-03AnEstimationMethodofThermalContactResistance0fIGBTWANGShu—wang，HUJun—ming，ZHAOWei-jian，SUNChun—zhe(1．H

3、efeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China；2．JEEAutomationEquipmentCo．，Ltd．，Hefei230009，China)Abstract：ThemostimportantkeymoduleofmotorcontrollerinelectricvehicleiSIGBT．whichiSeasilytoburnduetoitshighintegrationlevelandcalorificcapacity．Soitisnecessarytomakesimulationanalysisandstructureoptim

4、izationfortheheatdissipationstructure．InordertomakesimulationanalysisofIGBTradiatingstructure，firstthegeometricphysicalandthermophysicalpropertiesboundaryconditionmustbedetermined，andthethermalcontactresistancebetweenIGBTandradiatorisoneofthekeyparameters．Butthethermalcharacteristicsofthermally

5、conductivesiliconeonthecontactsur—faceandthecontactconditionbetweenIGBTandradiatorcontactisnotclear．Thereforeablackboxmodelwasestablished，andbymeansofcontrastbetweentheexperimentandFluentsoftwarethermalsimulation，thecoefficientofthermalconduc—tivityoftheblackboxwasestimated．Thentherationalestim

6、ationofthermalcontactwasverified，thuslaythefoundationoffurtherstudyonsimulationandoptimizationanalysiswaslaid．Keywords：thermalsimulation；IGBTmodule；thermalcontactresistance；FLUENTsoftware度场与速度场进行数值仿真计算成为当前研究传热0引言问题的趋势。而在对控制器进行热仿真与优化之随着能源危机的加剧和环境压力的增加，高效前，需建立准确的热仿真模型，其中接触面导热硅脂节能的电动汽车已成为各国研究的热点J。

7、在纯涂层热特性不确定，需对其热阻进行估算。接触热电动汽车电驱动系统的研究中发现，电机控制器的阻与接触面的表面粗糙度、两表面问的压力、接触面的关键模块IGBT(绝缘栅双极型晶体管)由于内部元硬度等因素有关。文献[4]给出了平板接触面的接器件集成度高，从而在工作时耗散功率大、发热高，触热阻计算公式，文献[5]给出了在无压力情况下在极端情况下容易烧毁，严重影响到了控制器的两接触表面间接触热阻的近似计算方法，吴登倍等可靠性和稳定性，同时IGBT模块成本居高不下，成