孟昭亮，韩立业，孙 浩

（1.西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安　710048；2.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安　710048）

基于ANSYS的1700V-3600A IGBT模块热性能仿真

孟昭亮1，2，韩立业1，孙 浩1

（1.西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安710048；2.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安710048）

本文主要针对1700V/3600A IGBT模块进行了热学分析，建立与其相应的等效热阻模型，并根据IGBT损耗的计算方法计算出IGBT工作时的损耗，通过ANSYS软件对IGBT进行建模、仿真，得到其稳态时的内部温度分布，分析稳态时是否超出了IGBT的最大温度限制，验证其工作稳定性。

ANSYS；IGBT；损耗；模型；仿真

当前，随着大功率IGBT模块的应用愈来愈普遍，尤其是在轨道交通、智能电网、新能源汽车、新能源发电等领域拥有至关重要的作用，成为目前世界学术界及工业领域研究的热点［1］。对于集成式的功率模块来说，工作时其内部的芯片损耗功率，相当于热源，热量经过焊层、衬板、基板等，经由散热器散热［2］。随着功率器件的高频化，其内部芯片损耗的功率也随之越来越高，这就造成模块的结温增大，当结温超过一定值时，IGBT模块的工作可靠性就将大大降低。

文中通过对1700V-3600A IGBT模块进行热学分析，建立与其相对应的热阻模型，并利用ANSYS软件对模块经行建模与仿真，得到IGBT稳态时的温度分布，将得到的仿真结果同实验结果对比，验证IGBT长时间工作后达到稳态时的温度是否其超过了正常工作的温度限制。

1　热学分析

本节主要介绍了IGBT的结构以及其工作时的散热过程，并通过对IGBT进行热阻建模分析了其热性能特性。……