一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质，通过搭建功率循环仿真电路模型，仿真得到单周期内IGBT模块平均损耗和瞬时损耗，在结温正常区间内进行参数化扫描，分别拟合出平均功率与结温变化的函数关系、瞬时功率与结温变化的函数关系；通过获得的平均功率/瞬时功率与结温变化的函数关系，的到的芯片的等效电导率；并根据稳态电热耦合热仿真模型，获得功率循环过程中IGBT模块的平均结温分布；以稳态电热耦合仿真结果作为温度边界条件，根据拟合的函数关系进行瞬态电热耦合仿真，得到功率循环过程中IGBT模块的瞬态结温分布及变化情况。该方法能够精准地获得IGBT在功率循环过程中的热瞬态过程，准确地评估IGBT可靠性。IGBT可靠性。IGBT可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及输配电
，尤其涉及一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]功率循环试验是一种基于加速老化思想的可靠性研究以及寿命分析试验，在大容量电力电子器件可靠性评估中起到了关键作用，建立一种高效便捷的功率循环仿真方法，对IGBT模块的可靠性及寿命评估具有重要意义。
[0003]目前的国内外研究方法主要依靠瞬态/稳态仿真得到IGBT模块内部热和应力的分布情况，瞬态/稳态仿真由于运算量较稳态而言存在求解过程数据量大，迭代过程难以收敛，耦合过程复杂等问题，成为了研究难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种IGBT模块功率循环仿真方法、装置、设备及存储介质，能够便捷、快速、精准地获得IGBT模块在功率循环过程中的热瞬态过程，准确地评估IGBT模块的可靠性。
[0005]本专利技术实施例提供一种IGBT模块功率循环仿真方法，所述方法包括：
[0006]搭建功率循环仿真电路模型，通过仿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，包括：搭建功率循环仿真电路模型，通过仿真得到单周期内IGBT模块的平均损耗和瞬时损耗；根据所述平均损耗和瞬时损耗，以结温为变量，拟合出平均功率与结温变化的函数关系，以及瞬时功率与结温变化的函数关系；根据拟合的平均功率与结温变化的函数关系以及拟合的瞬时功率与结温变化的函数关系，计算所述IGBT模块内部芯片的等效电导率；根据拟合的平均功率与结温的函数关系和所述等效电导率，建立稳态电热耦合热仿真模型，获得功率循环过程中所述IGBT模块的平均结温分布；根据拟合的所述IGBT模块的瞬时功率与结温变化的函数关系进行瞬态电热耦合仿真，以所述稳态电热耦合模型的仿真结果作为温度边界条件，得到功率循环过程中所述IGBT模块的瞬态结温分布及变化情况。2.如权利要求1所述的IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，所述根据所述平均损耗和瞬时损耗，以结温为变量，拟合出平均功率与结温变化的函数关系，以及瞬时功率与结温变化的函数关系，具体包括：设置所述IGBT模块的结温T
j
为变量，参数化扫描所述IGBT模块的周期内平均损耗和导通时瞬时损耗，得到扫描结果；对所述扫描结果进行线性拟合，得到平均功率P
av
和瞬时功率P
on
随结温变化的函数关系：P
av
＝K
av
*T
j
+A、P
on
＝K
on
*T
j
+B；其中，K
av
为平均功率拟合系数，K
on
为瞬时功率拟合系数，A和B分别为平均功率的线性拟合常数和瞬时功率的线性拟合常数。3.如权利要求1所述的IGBT模块功率循环仿真方法，其特征在于，所述等效电导率包括稳态等效电导率和瞬态等效电导率；所述根据拟合的平均功率与结温变化的函数关系以及拟合的瞬时功率与结温变化的函数关系，计算等效电导率，具体包括：通过焦耳热过程计算模型得到所述IGBT模块内部芯片的发热过程模型：根据所述发热模型和所述内部芯片的等效电阻R
e
的计算公式得到与温度直接相关的电导率计算公式根据拟合的平均功率与结温的函数关系式得到稳态等效电导率；根据拟合的瞬时功率与结温的函数关系式得到瞬态等效电导率；其中，L为所述内部芯片的厚度，S为所述IGBT模块的内部芯片的总面积，P
Tcon
为器件通态损耗，I
c
为内部芯片的流通电流，V
CE0
为擎柱电压，R
e
为器件通态等效电阻，T
j
为芯片结温。4.一种IGBT模块功率循环仿真装置，其特征在于，所述装置包括：单周期仿真模块、函数关系拟合模块、等效电导率计算模块、平均结温模块和瞬态结温模块；所述单周期仿真模块用于搭建功率循环仿真电路模型，通过仿真得到单周期内IGBT模<...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯婷，姬煜轲，何智鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：