功率半导体模组散热系统的配置方法及电子设备技术方案

一种功率半导体模组散热系统的配置方法及电子设备，其中，该方法包括：获取目标电学参数和目标优化参数；获取初始系统配置集合，初始系统配置集合包括至少一个系统配置，该系统配置用于指示功率半导体模组散热系统中的组件的配置，组件包括功率半导体芯片，系统配置中的功率半导体芯片的数量由目标电学参数确定；以目标优化参数为优化目标在约束条件内对初始系统配置集合进行优化，其中，满足约束条件的系统配置的峰值工况温度小于温度阈值；输出最终优化后的系统配置。该方法将系统分解为组件，可以基于要求自动化设计系统配置，快速得到符合要求的产品解决方案。得到符合要求的产品解决方案。得到符合要求的产品解决方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体模组散热系统的配置方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及能源
，尤其涉及一种功率半导体模组散热系统的配置方法及电子设备。

技术介绍

[0002]功率半导体模组(power semiconductor module)是大功率电子电力芯片按一定的功能组合再灌封成一体的产品。功率半导体模组可根据封装的元器件的不同实现不同功能，其是逆变器、变换器等电力电子产品的核心器件，也是最主要的发热器件，其封装的散热能力对产品的技术指标起到决定性作用。
[0003]然而，客户对功率半导体模组散热系统的需求日益多样化，在基于客户要求设计功率半导体模组散热系统时，需要基于客户要求和自身经验来挑选各个元器件进行组装，产品开发效率低。此外，在对模组设计原理不了解的情况下，客户无法定义出最优的需求配置；而供应商对于客户的应用场景不了解时，也无法给出最优的参数配置建议。
[0004]因此，如何进行功率半导体模组散热系统的自动化、最优化设计是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种功率半导体模组散热系统的配置方法及电子设备，将系统分解为可以独立演进的组件，可以基于要求实现自动化最优化设计，快速得到符合要求的产品解决方案。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种功率半导体模组散热系统的配置方法，包括：
[0007]电子设备获取目标电学参数和目标优化参数；获取初始系统配置集合，该初始系统配置集合包括至少一个系统配置，系统配置用于指示功率半导体模组散热系统中的组件的配置，组件是功率半导体模组散热系统中一个元部件或多个元部件的组合，组件包括功率半导体芯片，系统配置中的功率半导体芯片的数量由所述目标电学参数确定；进一步地，以目标优化参数为优化目标在约束条件内对初始系统配置集合进行优化，其中，满足约束条件的系统配置的峰值工况温度小于温度阈值；进而，输出最终优化后的系统配置。
[0008]上述方法将系统分解为组件，组件可以独立演进和设计，可以基于要求自动化设计系统配置，快速得到符合要求的产品解决方案。
[0009]进一步地，该方法可以实现系统中组件的独立演进，加快了产品开发效率。并且，各个系统配置可以共用系统封装的生产线，不同的系统配置仅需调整该生产线中的必要参数即可。
[0010]在一种可能的实现中，电子设备以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配置集合进行优化的一种实现可以是：以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配置集合进行多次迭代优化，其中，k为大于1的正整数，第k次迭代过程包括：确定第k
‑
1次迭代得到的系统配置集合中每一个系统配置的目标优化参数，第
0次迭代得到的系统配置集合为所述初始系统配置集合；根据所述每一个系统配置的峰值工况损耗和所述每一个系统配置的热阻，确定所述每一个系统配置的峰值工况温度；从所述第k
‑
1次迭代得到的系统配置集合中选择峰值工况温度满足所述约束条件的系统配置且目标优化参数最优的多个系统配置；在不满足迭代终止条件时，根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合；
[0011]此时，输出最终优化后的系统配置的一种实现可以是：在满足迭代终止条件时，输出所述选择的系统配置或输出所述选择的系统配置中目标优化参数最优的系统配置。
[0012]上述方法，通过迭代寻找目标优化参数最优的系统配置，更加高效，大大缩短产品解决方案的交付时长。
[0013]在一种可能的实现中，电子设备可以采用遗传算法进行优化，此时，电子设备根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合的一种实现方式可以是：电子设备对选择出的系统配置中的任意两个系统配置进行交叉操作，得到交叉后的系统配置；对所述交叉后的系统配置进行变异，得到变异后的系统配置；此时，所述第k次迭代得到的系统配置集合包括所述变异后的系统配置，或包括所述选择出的系统配置和所述变异后的系统配置。
[0014]上述方法，通过遗传算法进行迭代寻找目标优化参数最优的系统配置，在进行遗传操作时，采用了交叉操作和变异操作，可以得到的系统配置的全局最优解。
[0015]在一种可能的实现中，电子设备可以采用粒子群算法进行优化，此时，电子设备根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合的一种实现方式可以是：电子设备确定历史迭代得到的系统配置中目标优化参数最优的系统配置与选择出的系统配置的差异为所述第一差异；确定所述选择出的系统配置历史更新得到的系统配置中目标优化参数最优的系统配置与所述选择出的系统配置的差异为第二差异；对所述第一差异和所述第二差异进行加权求和，得到第三差异；进一步地，更新所述选择出的系统配置为所述选择出的系统配置与所述第三差异之和，得到第k次迭代得到的系统配置集合，所述第k次迭代得到的系统配置集合包括更新后的所述选择出的系统配置。
[0016]上述方法，通过粒子群算法进行迭代寻找目标优化参数最优的系统配置，在优化时，考虑了全局最优解和个体最优解，加快优化的进程，且可以得到的系统配置的全局最优解。
[0017]在一种可能的实现中，电子设备根据所述每一个系统配置的峰值工况损耗和所述每一个系统配置的热阻，确定所述每一个系统配置的峰值工况温度的一种实现可以是：电子设备根据所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的类型和数量，确定所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的峰值工况损耗；确定所述每一个系统配置的热阻为所述每一个系统配置中除所述功率半导体芯片外所有组件的总热阻；确定所述每一个系统配置的峰值工况温度为所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的峰值工况损耗与所述每一个系统配置的热阻的比值。
[0018]上述方法，保证了得到的系统配置可以符合实际应用的需要。
[0019]在一种可能的实现中，所述获取初始系统配置集合，包括：
[0020]随机生成多个系统配置；
[0021]从所述多个系统配置中选择组件满足匹配要求的系统配置作为所述至少一个系
统配置。
[0022]上述方法，避免组件不匹配的系统配置，保证了得到的系统配置可以符合实际应用的需要。
[0023]在一种可能的实现中，所述目标优化参数包括成本、寿命和效率中的至少一种，或者其它可以计算得出的任意目标。
[0024]第二方面，本申请实施例还提供了一种功率半导体模组散热系统的配置装置，包括：
[0025]第一获取单元，用于获取目标电学参数和目标优化参数；
[0026]第二获取单元，用于获取初始系统配置集合，所述初始系统配置集合包括至少一个系统配置，所述系统配置用于指示功率半导体模组散热系统中的组件的配置，所述组件包括功率半导体芯片，所述组件是所述功率半导体模组散热系统中一个元部件或多个元部件的组合，所述系统配置中的功率半导体芯片的数量由所述目标电学参数确定；
[0027]优化单元，用于以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率半导体模组散热系统的配置方法，其特征在于，包括：获取目标电学参数和目标优化参数；获取初始系统配置集合，所述初始系统配置集合包括至少一个系统配置，所述系统配置用于指示功率半导体模组散热系统中的组件的配置，所述组件是所述功率半导体模组散热系统中一个元部件或多个元部件的组合，所述组件包括功率半导体芯片，所述系统配置中的功率半导体芯片的数量由所述目标电学参数确定；以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配置集合进行优化，其中，满足所述约束条件的系统配置的峰值工况温度小于温度阈值；输出最终优化后的系统配置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配置集合进行优化，包括：以所述目标优化参数为优化目标在约束条件内对所述初始系统配置集合进行多次迭代优化，其中，k为大于1的正整数，第k次迭代过程包括：确定第k
‑
1次迭代得到的系统配置集合中每一个系统配置的目标优化参数，第0次迭代得到的系统配置集合为所述初始系统配置集合；根据所述每一个系统配置的峰值工况损耗和所述每一个系统配置的热阻，确定所述每一个系统配置的峰值工况温度；从所述第k
‑
1次迭代得到的系统配置集合中选择峰值工况温度满足所述约束条件的系统配置且目标优化参数最优的多个系统配置；在不满足迭代终止条件时，根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合；所述输出最终优化后的系统配置，包括：在满足迭代终止条件时，输出所述选择的系统配置或输出所述选择的系统配置中目标优化参数最优的系统配置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合，包括：对选择出的系统配置中的任意两个系统配置进行交叉操作，得到交叉后的系统配置；对所述交叉后的系统配置进行变异，得到变异后的系统配置；所述第k次迭代得到的系统配置集合包括所述变异后的系统配置，或包括所述选择出的系统配置和所述变异后的系统配置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据选择出的系统配置，生成第k次迭代得到的系统配置集合，包括：确定历史迭代得到的系统配置中目标优化参数最优的系统配置与选择出的系统配置的差异为所述第一差异；确定所述选择出的系统配置历史更新得到的系统配置中目标优化参数最优的系统配置与所述选择出的系统配置的差异为第二差异；对所述第一差异和所述第二差异进行加权求和，得到第三差异；更新所述选择出的系统配置为所述选择出的系统配置与所述第三差异之和，得到第k次迭代得到的系统配置集合，所述第k次迭代得到的系统配置集合包括更新后的所述选择出的系统配置。
5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述每一个系统配置的峰值工况损耗和所述每一个系统配置的热阻，确定所述每一个系统配置的峰值工况温度，包括：根据所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的类型和数量，确定所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的峰值工况损耗；确定所述每一个系统配置的热阻为所述每一个系统配置中除所述功率半导体芯片外所有组件的总热阻；确定所述每一个系统配置的峰值工况温度为所述每一个系统配置中的功率半导体芯片的峰值工况损耗与所述每一个系统配置的热阻的比值。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取初始系统配置集合，包括：随机生成多个系统配置；从所述多个系统配置中选择组件满足匹配要求的系统配置作为所述至少一个系统配置。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，所述目标优化参数包括成本、寿命和效率中的至少一种。8.一种功率半导体模组散热系统的配置装置，其特征在于，包括：第一获取单元，用于获取目标电学参数和目标优化参数；第二获取单元，用于获取初始系统配置集合，所述初始系统配置集合包括至少一个系统配置，所述系统配置用于指示功率半导体模组散热系统中的组件的配置，所述组件是所述功率半...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜若阳，尤尔根，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：