No/VOL: 09/2022 Page no. 158
Authors: Krzysztof Górecki , Paweł Górecki :
Title: Wpływ postaci modelu termicznego na dokładność obliczania charakterystyk statycznych modułu IGBT
Abstract: W pracy przeanalizowano wpływ postaci modelu termicznego modułu IGBT na dokładność obliczeń jego charakterystyk statycznych. Moduł taki zawiera we wspólnej obudowie kilka struktur półprzewodnikowych. W rozważanym module zachodzi zjawisko samonagrzewanie w każdej strukturze półprzewodnikowej oraz wzajemne sprzężenia cieplne między każdą parą tych struktur. Rozważania przeprowadzono dla modułu zawierającego 2 tranzystory IGBT i dwie diody połączone w jedną gałąź falownika oraz termistor. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu programu SPICE uwzględniając 4 rodzaje modeli termicznych modułu. Pierwszy z nich nie uwzględnia ani samonagrzewania, ani wzajemnych sprzężeń cieplnych. Drugi uwzględnia jedynie samonagrzewanie w poszczególnych strukturach półprzewodnikowych. Trzeci model uwzględnia oba zjawiska cieplne charakteryzowane przez rezystancje termiczne o ustalonej wartości. Czwarty model uwzględnia oba zjawiska cieplne oraz zależność rezystancji termicznej od mocy traconej w poszczególnych strukturach półprzewodnikowych. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów uzyskanych dla trzech różnych warunków chłodzenia. Przedyskutowano zakres zastosowań poszczególnych modeli.
Key words: moduł IGBT, model termiczny, samonagrzewanie, wzajemne sprzężenia termiczne, analiza elektrotermiczna, SPICE.