2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、絕緣柵雙極晶體管,IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),具有開關(guān)速度快、輸入阻抗高、飽和電壓低、反向恢復時間短等顯著特點。目前,電力電子IGBT封裝模塊在國民經(jīng)濟中的作用越來越明顯,廣泛應用于風能、太陽能、軌道交通、電動汽車、智能電網(wǎng)、家電變頻等領(lǐng)域。IGBT封裝模塊已日益成為目前世界學術(shù)界及工業(yè)領(lǐng)域研究的熱點。隨著市場對IGBT模塊的需求增加,IGBT模塊在性能、工藝、功率密度、可靠性等方面均

2、取得了較大的發(fā)展,但隨著功率密度的增加,IGBT模塊的失效也日益明顯。因此對IGBT封裝模塊內(nèi)部的傳熱規(guī)律進行研究,設計簡單高效的散熱裝置對解決內(nèi)部的傳熱問題,提高模塊的性能和可靠性有著極其重要的意義。
  本文介紹了傳熱學基本原理,大功率器件封裝模塊熱量傳遞機理及失效原因。同時也介紹了大功率器件的主要散熱方式及發(fā)展現(xiàn)狀。以傳統(tǒng)IGBT封裝結(jié)構(gòu)為模型,以有限元軟件ANSYS為平臺,建立模型,分析了內(nèi)部結(jié)構(gòu)芯片散熱的影響。通過測試發(fā)

3、現(xiàn),當芯片分布均勻時,散熱效果最好;DCB陶瓷層采用導熱系數(shù)較高的材質(zhì)時,芯片散熱效果較為理想;DCB襯板水平面積的改變對芯片散熱的影響可忽略;在小范圍內(nèi),芯片結(jié)溫隨底銅板厚度增加而下降,之后芯片結(jié)溫隨厚度增加而升高。因此對于每個模塊封裝,都存在一個底銅板“最佳厚度”使得芯片結(jié)溫最低。最后簡化模型重點分析DCB襯板層對“最佳厚度”的影響,發(fā)現(xiàn),對于任一相同厚度的底銅板而言,隨著DCB襯板厚度的增加,芯片結(jié)溫越來越低;就底銅板“最佳厚度”

4、而言,隨著DCB襯板厚度的增加,底銅板的“最佳厚度”也越來越小。
  為討論ANSYS建立模型的合理性,通過實際測試和理論計算分別進行了驗證。拆解某商用IGBT模塊,分析內(nèi)部結(jié)構(gòu),在ANSYS平臺上基于該結(jié)構(gòu)對IGBT建模,施加相關(guān)載荷,經(jīng)求解,得出芯片結(jié)溫為72.20℃,底銅板溫度約為51℃。將另一同等IGBT模塊在同等條件下工作,測得底銅板平均溫度為49.6℃,利用導通壓降VC-E呈負溫度系數(shù)特性,通過測量通態(tài)壓降得出芯片結(jié)溫

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