《表3 材料及其导热系数Tab.3 Material and thermal conductivity》

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《基于ANSYS及MATLAB的温度场分布对半桥型IGBT器件的影响》

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使用ANSYS仿真软件对IGBT模块进行了散热仿真分析（图6），有限元分析法可以为模拟温度场分布提供一个有力的交互环境，在仿真过程中对网格灵敏度和模型鲁棒性进行了分析，而不是简略地得到分析结果。将建好的模型导入ANSYS软件中进行分析，因为只做温度场分析，因此所需材料参数仅导热系数，如表3所示。根据实验的测试条件进行了仿真初始条件的设置，如表2所示，全功率热生成率根据器件总功率损耗和器件体积的比值确定，V为IGBT芯片及二极管的体积，两者体积分别为9.8mm3和9.240 7mm3。给IGBT芯片处加44 W功率，计算出功率密度为4.5e9 W/m2 K；二极管处加6 W功率，计算出功率密度为4.5e8 W/m2 K。器件放置于恒温25℃环境下自然风冷，实验室的对流系数为h=10 W/mK，因此，设置器件所有外表面与空气对流为10W/mK，底面控温为20℃，得到结果如图7所示，最高温度为53.64℃，最高温度在器件芯片处以及芯片与引线的连接处，说明靠近芯片处的引线更容易出现剥离的情况，仿真结果与实际拍摄结果相近。由于计算得到的功率密度只保存到小数点后一位，并且拍摄时红外成像仪与器件间存在较远的距离，红外成像结果与仿真所得的温度基本吻合，误差在0.075%的允许误差范围内，因此存在的微小误差可以忽略不计。