I T功耗分析及散热片设计
脉冲电源中IGBT_模块功耗及内部瞬时结温升研究
脉冲宽度、输出电压、输出电流、峰值功率以及脉冲重复频率是脉冲电源常用的几个重要技术指标，不同的应用场合对技术指标的要求不同。
脉冲电源在电除尘领域应用已有很长的历史。
在国外，丹麦FLSmidth 公司长期以来都将脉冲电源应用在电除尘领域。
在国内，随着超低排放标准实施，脉冲电源凭借其突出的节能提效优势在电除尘领域迅速推广，从2014年开始，该文提到的脉冲电源在国内应用已超过1 000台，广泛应用于电力、冶金以及建材等工业领域[1]。
开关器件是脉冲电源的核心器件，同时也是制约脉冲电源性能提高的瓶颈。
除尘用脉冲电源为了满足工业现场自动控制的需求，通常采用晶闸管或IGBT 等可控半导体器件作为开关。
在脉冲产生的过程中，开关器件在短时间内需要承受极大的电流；而在脉冲电源工作的间隙时间内，即2个脉冲之间，开关器件处于关断状态。
而通常脉冲电源的占空比较低，要在开关电源通流能力的可靠性与经济性之间取得平衡，就需要准确计算开关器件的发热情况，即功耗计算和热阻计算，这样既可以保证芯片结温不超过规格书规定的上限，也可以合理对器件载流能力进行选型，避免成本增加。
1 IGBT 模块功耗计算如果需要计算开关器件在单次脉冲输出过程中的功耗，就需要确定开关器件的电流以及其开通时间。
1.1 电路拓扑及峰值电流计算除尘用脉冲电源主回路原理如图1所示。
左半部分是脉冲发生单元（Pulse Unit ），负责产生80 kV 的负高压脉冲；右半部分是直流负高压输出单元（DC Unit ），产生60 kV 的基础直流负高压。
负载为电除尘器，其内部物理结构为板线式。
当计算脉冲电源参数时，可以将其简化等效为1个等效电容，其容量通常为100 nF ，该文中提到的脉冲电源的额定负载为115 nF 。
各主器件功能分别如下：扼流圈（Choke ），用于抑制一次侧直流母线电压向谐振电容C p 充电的电流；一次侧谐振电容（C p ），提供单次脉冲输出所需的能量；隔脉冲电源中IGBT模块功耗及内部瞬时结温升研究卢裕明（福建龙净环保股份有限公司，福建 龙岩 364000）摘 要：绝缘栅双极晶体管（IGBT）的结温升是考察电源的重要参数，其指标直接影响系统的可靠性。
电脑芯片的散热性能分析与设计优化
电脑芯片的散热性能分析与设计优化随着科技的发展，电脑芯片的性能需求越来越高，导致芯片的功耗也越来越大。
而芯片功耗的增加会引发散热问题，严重影响电脑的稳定性和寿命。
因此，对电脑芯片的散热性能进行分析和优化设计显得尤为重要。
本文将对电脑芯片的散热性能进行深入分析，并提出相应的设计优化方案。
一、散热性能分析电脑芯片的散热性能受到以下几个主要因素的影响：1. 芯片功耗：芯片功耗的增加会产生大量的热量，导致芯片温度升高。
2. 散热系统：散热系统的设计决定了芯片的散热性能。
散热系统包括散热片、散热风扇、散热鳍片等组成部分。
3. 材料热导率：芯片和散热系统的材料热导率决定了热量的传导效率。
材料热导率越高，芯片的散热性能越好。
4. 散热介质：散热介质的选择也会影响散热性能。
常见的散热介质包括空气、水和液态金属等。
基于以上因素，我们可以通过以下方法进行芯片散热性能的分析：1. 热仿真模拟：通过建立数学模型，利用计算机仿真软件，模拟芯片工作时的热场分布和温度分布，进而分析散热性能。
2. 温度测试：通过在芯片和散热系统中安装温度传感器，测量芯片的温度分布，以评估散热性能。
3. 热阻分析：通过测量散热器的热阻和芯片的热阻，计算出整个散热系统的热阻，从而评估散热性能。
二、设计优化方案针对电脑芯片的散热性能分析结果，我们可以采取以下设计优化方案：1. 散热系统升级：可以采用更高效的散热系统，如增加散热片面积、增大散热鳍片数量等。
同时，可以利用散热风扇、散热管等技术提高散热效果。
2. 材料优化：选择具有较高热导率的材料，如铜、铝等，以提高散热效率。
3. 散热介质改进：考虑使用更高效的散热介质，如水冷散热系统或液态金属散热系统，以提高散热性能。
4. 流体力学优化：利用流体力学原理，优化散热系统的设计，如流道的形状、速度分布等，以提高散热效果。
5. 功耗管理：通过降低芯片功耗，减少热量的产生，从源头上解决散热问题。
通过以上设计优化方案，可以有效改善电脑芯片的散热性能，提高电脑的稳定性和寿命。
微电子器件中的功耗与散热问题研究
微电子器件中的功耗与散热问题研究微电子器件的发展使得我们的生活变得更加便利和智能化。
然而，随着芯片集成度的不断提高和功耗的逐渐增大，微电子器件中的功耗和散热问题也逐渐成为了制约其性能和长期稳定运行的重要因素之一。
本文将从功耗与散热问题的背景、原因及解决措施等方面进行探讨。
一、背景在微电子器件中，功耗主要来自于电流的流动和电压的降低。
随着芯片集成度不断提高，器件越来越小，导致电流密度增大，从而增加了功耗。
此外，为了提高芯片的性能和运算速度，使得芯片的工作电压相应减小，这也导致了功耗的增加。
而散热问题则是由于功耗产生的热量无法及时有效地散出微电子器件，导致器件温度升高，从而影响了其性能和长期稳定运行。
当器件温度超过一定的温度极限时，其性能会大幅度下降甚至引发故障，严重影响使用效果和使用寿命。
二、原因分析微电子器件中功耗与散热问题的产生主要有以下几个原因：1. 芯片集成度的提高：随着科技的进步，芯片集成度不断提高，器件越来越小，从而导致了电流密度的增大，功耗也相应增加。
2. 工作电压的降低：为了提高芯片的性能和运算速度，通常会降低芯片的工作电压。
虽然这样可以提高芯片的性能，但同时也增加了功耗。
3. 微电子器件的封装：微电子器件的封装形式也会对功耗与散热产生较大的影响。
合理的封装设计可以提高热传导效率，减少功耗损耗和温升，进而改善器件的热管理性能。
三、解决措施为了解决微电子器件中的功耗与散热问题，我们可以采取以下几个方面的解决措施：1. 优化设计：在芯片设计过程中，可以采用低功耗设计原则，合理选择电压和电流，并采用优化的电路结构和布局方式，以降低功耗。
此外，还可以优化散热设计，提高封装的热传导效率。
2. 散热材料的选择：选择优质的散热材料，如石墨烯、铝合金等，可以提高散热效果，减小器件的温度升高。
3. 散热系统的设计：合理设计散热系统，包括风扇、散热片等，以提高散热效率。
同时，定期清理散热孔和风扇等设备，保持正常的散热通道畅通。
集成电路设计中的温度和功耗优化
集成电路设计中的温度和功耗优化随着电子设备的不断小型化和性能的提高，集成电路(IC)设计的温度和功耗优化变得越来越重要。
本文将探讨在IC设计过程中如何有效地管理和优化温度和功耗，以提高设备的性能和可靠性。
1. 温度管理在IC设计中，温度的管理是一个关键因素。
温度的升高会导致半导体器件的性能下降，甚至可能损坏器件。
因此，在设计过程中，必须考虑如何有效地散热和控制温度。
1.1 热设计功耗(TDP)热设计功耗(TDP)是指芯片在运行最大负载时的最大功耗和散热能力。
在设计之初，需要评估TDP，以确保芯片在运行过程中不会过热。
TDP的计算需要考虑芯片的工作电压、工作频率和工艺技术等因素。
1.2 散热设计散热设计是确保IC正常运行的关键。
常见的散热设计包括使用散热片、风扇和液冷等方式。
在设计散热方案时，需要考虑散热材料的导热性能、散热面积和热传导路径等因素。
1.3 热岛效应热岛效应是指芯片上某些区域温度高于其他区域的现象。
这会导致芯片的性能下降和寿命缩短。
为了减少热岛效应，可以采用以下方法：•优化芯片布局，使热敏感元件远离热源；•使用热隔离材料，减少热传导；•在芯片上集成温度传感器，实时监测温度。
2. 功耗优化功耗优化是提高IC能效的关键。
在设计过程中，可以从以下几个方面进行功耗优化：2.1 电源管理电源管理是降低功耗的重要环节。
可以通过以下方式进行电源管理：•使用低功耗电源管理IC；•优化电源时序，减少待机时间和开关损耗；•使用电源门控技术，根据工作需求关闭不必要的电路。
2.2 电路设计优化电路设计优化可以从以下几个方面进行：•使用低功耗器件和工艺；•优化电路结构和布局，减少信号延迟和功耗；•采用动态电压和频率调整技术，根据工作负载调整电压和频率。
2.3 算法优化算法优化可以有效降低功耗。
可以通过以下方式进行算法优化：•使用高效算法和数据结构；•减少算法中的计算量和存储需求；•采用并行计算和分布式处理技术，提高算法执行效率。
变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计
变频器中的IGBT模块损耗计算及散热系统设计一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，变频器作为电能转换与控制的核心设备，在工业自动化、新能源发电、电动汽车等领域得到了广泛应用。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为变频器的关键功率器件，其性能直接影响到变频器的效率和可靠性。
IGBT模块的损耗计算和散热系统设计是变频器设计中的重要环节，对于提高变频器性能、降低运行成本、延长设备寿命具有重要意义。
本文旨在探讨变频器中IGBT模块的损耗计算方法和散热系统设计原则。
我们将分析IGBT模块的工作原理和损耗产生机制，包括通态损耗、开关损耗等。
在此基础上，我们将介绍损耗计算的数学模型和计算方法，以及如何通过实验手段验证计算结果的准确性。
我们将重点讨论散热系统的设计原则和优化方法，包括散热器结构设计、散热风扇的选择与控制、散热系统的热仿真分析等。
本文将总结一些实际应用中的经验教训，提出针对IGBT模块损耗计算和散热系统设计的优化建议，为变频器设计工程师提供有益的参考。
通过本文的研究，我们期望能够为变频器设计中的IGBT模块损耗计算和散热系统设计提供理论支持和实践指导，推动变频器技术的持续发展和应用创新。
二、IGBT模块损耗计算绝缘栅双极晶体管（IGBT）是变频器中的关键元件，其性能直接影响变频器的效率和可靠性。
IGBT模块的损耗计算是散热系统设计的基础，对于确保变频器的稳定运行具有重要意义。
IGBT模块的损耗主要包括通态损耗和开关损耗两部分。
通态损耗是指IGBT在导通状态下，由于电流通过而产生的热量损耗。
开关损耗则发生在IGBT的开通和关断过程中，由于电压和电流的乘积在时间上的积分不为零，导致能量损失。
通态损耗的计算公式为：Pcond = Icoll * Vce(sat)，其中Icoll 为集电极电流，Vce(sat)为饱和压降。
饱和压降是IGBT导通时电压降的一个重要参数，它与集电极电流、结温和门极电流等因素有关。
IGBT功耗分析及散热片设计
IGBT功耗分析及散热片设计一、HeatSink介绍：散热片是一种散热器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等。
散热片主要靠对流来散热。
散热器装在低处，易于热气上升。
加强对流才能迅速提高热量，如果对流被破坏，热效率会被大大降低。
铝散热片是使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。
铝是地球上含量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点。
其缺点主要是吸热慢，但优点是放热快，且散热效果跟其结构和做工成正比。
散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。
其散热原理非常简单：利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积，再利用空气流动从而带走散热片上的热量。
一定要保证散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求，否则在运行中极易失去其散热能力，因过热而损坏器件。
二、认识三相逆变器的SPWM控制方法：下面是三相逆变器的示意图：采用SPWM控制方法各个开关管的驱动波形存在下面的关系：对于三相逆变器6组驱动波形会存在下面几组工作模式：1、上桥臂Q1开通，Q3、Q5关闭，下桥臂Q4、Q6开通，Q2关闭；2、上桥臂Q3开通、Q1、Q5关闭，下桥臂Q2、Q6开通，Q4关闭；3、上桥臂Q5开通、Q1、Q3关闭，下桥臂Q2、Q4开通，Q6关闭；4、上桥臂Q1、Q3开通，Q5关闭，下桥臂Q6开通，Q2、Q4关闭；5、上桥臂Q1、Q5开通，Q3关闭，下桥臂Q4开通，Q2、Q6关闭；6、上桥臂Q3、Q5开通，Q1关闭，下桥臂Q2开通，Q4、Q6关闭；假设，标志1代表开通，标志0代表关闭：则可以整理为6组工作状态：设开关管的工作频率为：fswitch=3200Hz三相逆变器SPWM控制原理三相逆变器6个开关管的驱动波形三、开关管的各个损耗参数：可以通过IGBT功率损耗分布分析及计算工具得到开关管的下列损耗参数：四、HeatSink设计步骤：散热片设计的主要目的是确保总热阻减至最小可能值。
热阻计算在散热器设计中是首要任务，只有确定后才可将晶体管的结温进行预测。
IGBT散热器风冷散热优化设计与评估
IGBT散热器风冷散热优化设计与评估作者：陈俊杰周雷秋雨豪来源：《工业技术创新》2020年第06期摘要：绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块功耗持续增加，对风冷散热提出了更高要求。
以某大型冷水机组变频器为研究对象，结合仿真模拟和试验测试，提出IGBT散热器优化方案：一是将散热器翅片间距从3.0 mm减小到2.5 mm，增大换热面积;二是给每个IGBT模块增加2根热管，突破肋效率带来的瓶颈问题。
优化后进行验证，IGBT的工作结温从149.9℃降到127.2℃，达到了IGBT最高工作结温控制在130℃以内的设计要求;同时对热管相容性和寿命进行评估，表明热管工作介质不会对管壳材料造成腐蚀或者溶解，热管寿命可达到21万3 414 小时，能够保证变频器和IGBT模块的长期可靠运行。
关键词： IGBT散热器;风冷散热;热管;肋效率;工作结温;相容性;可靠性中图分类号：TN305.94 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 （2020） 06-045-05工业技术创新 URL： http：// DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.06.008引言随着电子科学技术的发展，电子元器件的体积越来越小，功耗和散热成为瓶颈问题，使得电子元器件本身和使用电子元器件设备的热流密度不断增大。
据统计，电子产品发生故障的主要原因就是冷却系统设计不良。
因此，电子元器件的散热设计直接决定使用该电子元器件的设备能否可靠工作、持久耐用。
以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）模块为例，对其进行的失效机理研究表明：其各层材料的热膨胀系数在封装时往往不一致。
在长时间高温工作环境下，这种不一致性可能会导致铝键合线脱落甚至断裂、焊料层发生老化、栅极氧化层受到损坏等，甚至使得整个芯片失效。
因此，散热设计对于IGBT模块来说也是尤为重要的。
当前通用电子设备散热方式包括空气自然对流、强迫空气/液体冷却、冷板/热管散热、相变冷却等，是比较成熟的。
电动汽车充电装置IGBT模块散热冷板设计
电动汽车充电装置IGBT模块散热冷板设计摘要：该文提出一种液冷板设计方案，用于高功率密度IGBT模块散热。
通过理论计算，求得对流换热系数，并建立换热量与液冷板内部流道长度的关系，获得满足散热需求时的流道长度。
采用Flotherm仿真软件搭建冷板模型，进行仿真比较，并实验验证该文设计方法的可行性。
关键词：换热系数；冷板；Flotherm建模0引言IGBT模块工作过程中产生功率损耗，引起发热，温度上升，其温升大小与功率器件内损耗大小、芯片到环境的传热结构、材料和环境温度以及冷却方式等有关。
当发热量和散热量一致时，器件达到稳定温升，处于均衡状态，即稳态。
器件的芯片温度不论在稳态，还是在瞬态，都不允许超过器件的最高允许工作温度，否则，将引起器件电或热的不稳定而导致器件失效。
因此采取必要的合适的IGBT散热措施十分重要。
该文提出一种IGBT模块液冷散热方式，即在充电装置内部仅通过液冷管道，使其中的液体介质在模块内部吸热并输送至模块外部进行热交换。
1冷板设计本设计拟采用液冷板对3个IGBT模块散热，每个IGBT模块的热功耗约为440W，总发热功耗约为1320W。
液冷板散热目标为冷板表面最高温度不超过80℃。
冷板与IGBT热源构成3D模型如图1所示。
图1模型图1.1冷却液流量计算总功率：P总功率=1320w=1320J/s稳态时：Q总发热量=P总功率×ΔT=Q吸收求得：q流入=≈7.08L/minΔT为冷却液温升，取值ΔT≤3℃。
1.2流道长度计算基于以上条件计算求得，2320<Re<10000、1.5<Rr<500、0.05< <20，其流态为过渡流状态，故：Nμ=0.012（Re0.37-200）Pr0.4.迭代求得换热功率与流道长度关系函数：P换热功率=953.55L+49.98L式中L为液冷板内部流道长度，当换热功率为1320W时，流长度约为1.33m。
1.3仿真分析利用Flotherm仿真软件搭建液冷板模型，建模参数如表1所示。
IGBT模块及散热系统的等效热模型
IGBT模块及散热系统的等效热模型数据手册里给出的IGBT的Foster热路模型是按照采纳某一特定散热器散热时测量得到的。
对于风冷的散热器，因为模块中的热流分布广泛，因此在测量时有更好更低的Rthjc。
而对于水冷散热器，因为热流分布受限制，因此测量时得到相对更高的Rthjc。
英飞凌在数据手册中描述模块特性时，是采纳基于水冷散热器的Foster热路模型，即采纳了相对不利的散热工作状况来描述模块热特性，因此采纳这样的热特性做系统设计时对模块有更高的平安系数。
因为IGBT和散热器的两个热路网络串联，因此注入芯片的功率——类比于图4中的电流——没有延时的立刻传到散热器上。
因此在最初阶段，结温的升高依靠于采纳的散热器的种类，事实上是依靠于散热器的热容量。
然而，风冷系统中散热器的时光常数从几十到几百秒，这远远大于IGBT 本身的大约为1s的时光常数。
在这种状况下，散热器的温度升高对IGBT 温度惟独很小的影响。
而对于水冷系统，这个影响则很大，因为水冷系统的热容量相对低，即时光常数相对较小。
因此，对于“十分快”的水冷散热器，例如对IGBT基板挺直水冷的系统而言，应当测量IGBT 加上散热器的囫囵系统的Zth。
因为对模块中的热量传递有耦合互相作用的影响，因此无论是在Cauer 热路模型还是在Foster热路模型中，只要IGBT和散热器的建模和Zth 的测量是彼此自立分开的，IGBT和散热器的衔接用法就可能有问题。
而要克服这个问题，则要将IGBT模块和散热器做整体热建模或者实测其瞬态热阻抗。
一个彻低没有问题的IGBT加散热器系统的建模只能通过测量热阻Zthja得到，即同时对通过IGBT的结、导热胶和散热器到环境的囫囵热量流通路径举行测量。
这就是建立囫囵系统的Foster热路模型，通过这个模型就可以精确地算出结温。
普通散热器厂商会给出一阶的热平衡时光即3倍的值，用一阶分式拟合可表示为公式：第1页共2页。
半导体传热及IGBT热模型基本原理散热特点建立与测试方法
半导体传热及IGBT热模型基本原理散热特点建立与测试方法概述：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常见的功率半导体器件，广泛应用于电力电子系统中。
在IGBT的工作过程中，会产生大量的热量，由于热量的积累会导致IGBT的温度升高，进而影响其工作性能和寿命。
因此，IGBT的散热特性对于其可靠性和稳定性有着重要的影响。
一、半导体传热基本原理：在IGBT中，热量主要通过散热器（如散热片等）和基底板来散发。
热量主要以热传导的形式从IGBT传递到散热器，再通过辐射和对流的方式将热量散发到周围环境中。
散热器的设计和散热风扇等辅助装置的使用能够有效提高散热效果。
二、IGBT热模型基本原理：为了更好地理解和分析IGBT的热特性，可以利用热模型来描述IGBT的温度分布和热传导路径。
热模型主要包括热电阻和热电容两个基本元件。
热电阻用来表示热传导的路径和阻力，而热电容则表示热量的蓄积和释放过程。
三、IGBT热特点：1.高温：IGBT在工作过程中会产生高温，需要在一定温度范围内正常工作。
2.快速散热：IGBT具有较高的频率和速度，需要快速散热以保证其工作性能和可靠性。
3.可控热导：通过适当的散热器设计和材料选择，可以控制和调节IGBT的热导率，以改善散热效果。
四、IGBT热模型建立方法：IGBT的热模型可以通过实验测试和数值模拟的方法建立。
实验测试可以通过在实际工作环境中监测和记录IGBT的温度变化，以获取相关的温度数据。
数值模拟则可以通过有限元分析等方法，基于IGBT的尺寸、材料和工作条件等参数，建立热模型并进行相关仿真。
五、IGBT热测试方法：1.温度传感器：通过在IGBT表面或内部安装温度传感器，实时监测IGBT的温度变化，可以用来评估和验证热模型的准确性。
2.热阻测试：通过制作标准测试样品，测量IGBT和散热器之间的热阻，用于评估散热系统的效果。
3.热散热测试：通过在特定工作负载下，监测和记录IGBT的温度变化，以评估系统的散热性能和稳定性。
分析电脑芯片的功耗与散热问题
分析电脑芯片的功耗与散热问题电脑芯片是现代电子设备中的核心组件，它承担着运算和申请等核心功能。
然而，随着计算机性能的不断提升，芯片功耗与散热问题也日益凸显。
本文将对电脑芯片的功耗与散热问题进行分析，探讨其中的原因和解决方法。
一、功耗问题电脑芯片功耗主要来源于以下几个方面：1.1 动态功耗动态功耗是指芯片在运行过程中，由于电流的频繁开关而产生的功耗。
其中，主要包括开关功耗和短路功耗两部分。
开关功耗是指由于瞬时电流进行从高到低或者从低到高的切换而产生的能量损耗。
短路功耗则是由于开关过程中电流可能会同时通过导通的器件而产生的功耗。
1.2 静态功耗静态功耗是指芯片在运行过程中，由于逻辑电路中存在的非阻塞导致的功耗。
这部分功耗在芯片处于稳定运行状态时，会持续消耗能量。
1.3 转换功耗转换功耗是指芯片在从高功耗状态转变为低功耗状态时，所消耗的能量。
例如，当芯片从待机状态唤醒时，这个过程会产生转换功耗。
二、散热问题高功耗必然会导致芯片温度的升高，而高温对芯片稳定性和寿命都有不利的影响。
因此，解决芯片散热问题至关重要。
2.1 散热方式常见的散热方式有空气散热和液体散热两种。
空气散热主要通过散热风扇将热量带走，而液体散热则通过水冷或者热管等方式提高散热效率。
2.2 散热材料散热材料的优劣直接影响散热效果。
常用的散热材料有导热胶和散热硅脂等。
导热胶易使用，但散热效果相对较差；而散热硅脂导热性能好，但使用过程相对麻烦。
2.3 散热设计合理的散热设计可以最大限度地提高芯片的散热效果。
例如，在芯片周围设计合理的散热散热片，以扩散热量传导的面积；在散热风扇处设置过滤器，以防止灰尘对散热的阻碍等。
三、解决方案针对功耗和散热问题，可以采取以下解决方案：3.1 优化芯片结构通过优化电路结构和减少多余逻辑门电流，可以降低芯片的功耗。
例如，采用低功耗设计技术、优化电源管理机制等。
3.2 制造工艺的提升随着微纳制造工艺的进一步提升，制造工艺本身就具备了降低功耗的优势。
功率器件热设计及散热计算
功率器件热设计及散热计算功率器件热设计及散热计算是在设计和选择功率器件时必须考虑的重要因素之一、功率器件通常会产生大量的热量，而不恰当的热设计会导致器件过热甚至损坏。
因此，在设计和选择功率器件时，必须充分考虑到其热特性，进行适当的散热计算和热设计。
首先，在进行功率器件的热设计和散热计算之前，需要了解功率器件的热特性参数，其中包括功率器件的最大功率耗散、热阻和最高工作温度等。
这些参数可以从器件的规格书中获取，或者进行实际测试得到。
接下来，需要确定散热器的散热性能。
散热器通常采用铝制散热片或铜制散热片，并通过散热鳍片和风扇等方式进行散热。
散热片的材料和尺寸会直接影响其散热性能，因此在进行散热计算时，需要充分考虑散热片的选择和设计。
在进行散热计算时，首先需要计算功率器件的热功率耗散。
热功率耗散等于功率器件的工作电流乘以其耗散功率。
然后，根据功率器件的热阻和散热器的热阻，计算器件的温升。
热阻可以通过以下公式计算：热阻=(最高工作温度-环境温度)/热功率耗散其中，最高工作温度是功率器件能够承受的最高温度，环境温度是功率器件周围的温度。
根据计算得到的温升，可以判断功率器件的工作温度是否在安全范围内。
通常情况下，功率器件的最大工作温度应该小于其能够承受的最高温度。
如果工作温度超过了最高温度，就说明散热设计存在问题，需要进行改进。
在进行散热设计时，还需要考虑到空气流通和风扇的散热效果。
合理的空气流通和风扇的使用可以显著改善散热效果。
通常情况下，应该确保空气能够顺畅地流过散热器，并且风扇应该具有足够的风量和压力，以确保有效的散热。
综上所述，功率器件的热设计及散热计算是一个复杂而重要的过程。
通过了解功率器件的热特性参数，选择适当的散热器，并进行合理的散热计算，可以有效地防止功率器件过热，并提高其可靠性和寿命。
因此，在进行功率器件的设计和选择时，必须充分考虑到热设计和散热计算。
IGBT损耗计算及其散热设计
PT：为器件的平均功耗（ ）；
TC：IGBT模块的基版温度，通过IGBT模块的接触热阻Rth(c-k)，可从散热器的设计温度或测量温度计算得到。这样就可以核算出设计的散热器是否合理，若Tj≤125℃，即为你的热设计合理。通常情况下，散热器的最高温度TK≤80℃时，结温Tj≤125℃就可以满足。
通常，IGBT的数据手册会给出E(on)、E(off)与IC的关系曲线，因此根据IGBT中流过的电流值，查曲线可得出E(on)、E(off)，再通过上述公式，可得到平均开关损耗，进而可得到每个IGBT的总平均功耗：
2.3
与IGBT反并联的续流二极管的损耗可以近似的通过数据手册中，查二极管的通态压降VF，与估算二极管的平均电流ID相乘得到，即：
IGBT损耗计算及其散热设计
1IGBT损耗分类1
2损耗计算1
2.1IGBT通态损耗计算2
2.2IGBT开关损耗计算2
2.3FWD的导通损耗2
2.4FWDቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ开关损耗2
3英飞凌IPOSIM6中损耗计算方法2
4IGBT结温计算4
4.1热阻4
4.2结温计算4
5散热器设计5
6NTC电阻的使用5
6.1使用模拟方法用获得NTC测量的温度5
由于续流二极管的截止损耗占总损耗的一小部分，所以亦被忽略了。它也有同IGBT模块同样的限制。正向恢复过程导致了开通损耗，在快速二极管中这一损耗也是微不足道的，可以被忽略。续流二极管的导通损耗取决于:负载电流(正向导通特性曲线VF=f(IF))、结层温度、占空比；对于给定的同续流二极管换流的IGBT的参数和被忽略的寄生元素(LS)，关断损耗取决于:负载电流、直流母线电压、结层温度，开关频率，总损耗的计算公式如下:
IGBT功率器件散热器详解
IGBT功率器件散热器详解IGBT器件工作时产生的热量会使芯片温度升高。
如果IGBT散热问题处理不好，就有可能使芯片温度升高到超过所允许的最高IGBT结温，从而导致器件性能恶化或失效。
若在电路设计中，进行了合理的散热设计，不但能使器件的潜力得到充分发挥，而且还能提高电路的可靠性。
因此，IGBT散热设计也是功率电子电路设计任务中不可缺少的重要环节之一。
IGBT散热设计的基本任务是，根据传热学的基本原理，为器件设计一热阻尽可能低的热流通路，使器件发出的热量能通过它尽快地发散出去，从而保证器件运行时，其内部的结温始终保持在允许的结温之内。
随着IGBT器件容量的不断增大，对散热效能提出越来越高的要求。
散热器发展初期，选配散热器不是以结温，而是以额定电流作为依据。
也就是说，一定额定电流下的器件必须配一定型号的散热器，这种指导思想在实际使用中曾被普遍采用。
但是实践证明，当额定电流相同的器件(正向压降不同)，配以相同的散热器时，有的能够长期可靠运行，有的却很快损坏，因此不得不在标准中规定器件必须带散热器一起试验，一起出厂，这样大大影响了散热器的可换性，使制造单位和使用单位都感很不便，而且也很不经济。
采用结温作为器件与散热器匹配的依据，并建立了稳态热(简称热阻)概念之后，散热器的可换性得到了保证。
因为两者的匹配关系可以通过计算来确定，使用者可根据实际的稳态耗散功率(不是额定电流)及实际介质温度来选择理想的散热器。
只有这样，才能保证使用者能够经济又灵活地选配散热器，使器件的制造厂达到分别试验、分别出售的目的。
安装散热器的基本目的是把IGBT器件中产生的热量传递出去。
与其他物体传热一样，有下面三种方式；热传导、热对流和热辐射。
散热器的类型IGBT器件配用的散热器通常有自冷式、风冷式、液冷式和沸腾式四大类。
1．自冷式散热器自冷式是通过空气自然对流及辐射作用将热量带走的散热方式。
这种散热的效率很低，对流换热系数。
α仅有(6~13)x 4.18 x103J／h.m2.K，但是它的结构简单、噪音小、维护方便，无需风机或循环系统等优点。
散热片设计准则
散热片设计准则散热片是用于提高电子设备散热性能的关键部件之一，它能够有效地将设备产生的热量传导和散发出去，保证设备的正常运行。
在设计散热片时，需要考虑多个因素，以确保散热效果最佳。
以下为散热片设计的准则供参考。
首先，散热片的设计需要综合考虑散热面积、热传导率和风流量等因素。
散热面积越大，散热效果就越好，因此散热片的尺寸应尽可能大。
同时，散热片材料的热传导率也需要尽可能高，以便更好地传导热量。
在散热片上设置辅助散热器，如散热鳍片等，可以增加热传导面积，增强散热效果。
其次，散热片应该能够与电子设备紧密接触，以实现热量迅速传递。
因此，在散热片与设备之间应该使用导热胶、导热硅垫等导热材料，确保热量的有效传导。
第三，散热片的结构设计也需要注意。
在设计散热片的结构时，应以减小热阻为目标，即减小传热路径上的热阻。
例如，可以采用密排眼的散热片结构，降低热阻，提高散热效果。
同时，还需要考虑散热片的形状和布局，以利于热量的均匀分布和散发。
第四，散热片的表面处理也是关键因素之一、表面处理可以增加散热片的表面积，提高散热效率。
常见的表面处理方法有喷砂，阳极氧化等，可以增加散热片的热辐射面积，提高热量的辐射散发效果。
第五，考虑到环境条件和使用寿命，散热片在设计过程中还应考虑其材料的耐久性和稳定性。
散热片需要具备一定的机械强度和耐腐蚀性，在长期使用过程中不会出现松动、变形或腐蚀等问题。
最后，为了确保散热片的设计准确性，建议进行热仿真分析和实际验证。
通过热仿真分析，可以了解散热片的散热性能和温度分布情况，从而指导设计优化；通过实际验证，可以验证散热片的散热效果，保证其符合设计要求。
总之，散热片的设计需要综合考虑散热面积、热传导率、散热结构、表面处理等多个因素。
在设计过程中，还应注意材料的耐久性和稳定性，并进行热仿真分析和实际验证。
通过合理的设计和优化，可以提高散热片的散热性能，保证电子设备的正常运行。
IGBT模块的散热设计
IGBT模块的散热设计由于IGBT模块自身有一定的功耗，IGBT模块本身会发热。
在一定外壳散热条件下，功率器件存在一定的温升（即壳温与环境温度的差异）。
IGBT模块外壳散热表面积的大小直接影响温升。
对于温升的粗略估计可以使用这样的公式：温升=热阻系数×功率器件的功耗。
热阻系数对于涂黑紫铜的外壳P25xxx（用于SMP-1250系列产品的外壳）来说约为3.76℃/W。
这里的温升和系数是在功率器件直立并使下方悬空1cm、自然空气流动的情况下测试的。
对于温度较高的地方，须将IGBT模块降额使用以减小功率器件的功耗，从而减小温升，保证外壳不超过极限值。
对于功率较大的功率器件，须加相应的散热器以使功率器件的温升得到下降。
不同的散热器在自然的条件下有不同的对环填的热阻，主要影响散热器热阻的因素是散热器的表面积。
同时考虑到空气的对流，如果使用带齿的散热器，应考虑齿的方向尽量不阻碍空气的自然对流。
所有的功率器件在运行时，由于内部功率消耗都将产生一些热量。
在每一应用中都有必要限制这种“自身发热”，使功率器件外壳温度不超过指定的最大值。
绝大多数功率器件生产商都以产品的功率密度作为水准衡量产品的有效性。
功率密度通常由瓦/立方英寸(W/in3)来表示。
了解功率密度定义的条件是非常重要的。
如果用户不能在规定的最大的环境温度范围内使用功率器件，就有可能达不到参数中的最大输出功率。
功率器件可用的平均输出功率就是可用的功率密度，功率器件的功率密度取决于下列因素。
1）要求的输出功率。
要求的输出功率是应用需要的最大平均功率。
2）热阻抗。
热阻抗的定义是功率消耗产生的温升，通常用℃/W度量。
3）外壳最高工作温度。
所有功率器件都规定了外壳最高工作温度，该温度是指功率器件内部的元件工作时所能承受的最高温度。
为保持功率器件的可靠性，应工作在最高温度以下。
4）工作环境温度。
它是指在功率器件工作时最差的环境温度。
功率器件在工作时若发热量太大，且又来不及向周围媒质消散，功率器件就会因超过其正常工作的保证温度而失效。
集成电路设计中的功耗优化和散热技术
集成电路设计中的功耗优化和散热技术在集成电路设计中，功耗优化和散热技术是两个至关重要的方面。
随着技术的不断进步和需求的不断增长，电子产品对功耗和散热的要求也越来越高。
本文将从功耗优化和散热技术两个方面进行论述。
第一章：功耗优化技术在集成电路设计中，功耗优化是一个非常关键的问题。
功耗的高低不仅影响着电路的稳定性和性能，还直接关系到电子产品的发热量和续航时间。
因此，为了实现功耗的优化，需要采取一系列措施。
1.1 优化功耗的设计方法在集成电路设计中，有几种常见的方法可用于优化功耗。
例如，采用低功耗的组件和器件，通过减少电流和电压来降低功耗。
此外，优化电源管理和时钟控制策略也可以有效地减少功耗。
1.2 功耗分析和仿真工具为了更好地优化功耗，工程师们通常会使用功耗分析和仿真工具。
这些工具可以模拟电路的功耗消耗情况，并帮助设计师找出功耗问题所在，并提供相应的优化建议。
1.3 优化功耗的架构设计另外，良好的架构设计也是功耗优化的关键。
通过合理的电路划分和分工，可以减少功耗，并提高整个系统的性能。
例如，在设计处理器时，可以采用更高效的指令集，降低功耗，并提高运算速度。
第二章：散热技术当集成电路功耗较高时，会产生大量的热量，这就需要有效的散热技术来保持电路的正常运行。
散热技术对于电子产品的可靠性和寿命有着重要的影响。
2.1 散热机制分析在设计中，首先需要分析电路产生热量的机制。
通过对电路的热功耗进行分析，可以找出热点的位置，并采取相应的散热措施。
2.2 散热材料的选择在散热技术中，选择合适的散热材料非常重要。
常用的散热材料包括散热膏、散热片、散热风扇等。
选择合适的散热材料能够有效地提高散热效果，并减少电路温度的上升。
2.3 散热设计的优化除了选择合适的散热材料外，还需要进行散热设计的优化。
例如，通过调整电路板的布局和散热装置的位置，可以提高散热效果，并减少热点区域的温度。
2.4 高效的散热系统同时，在一些高功率和高温度应用中，需要设计高效的散热系统。
IGBT功率器件功耗与散热
IGBT功率器件功耗与散热IGBT功率器件功耗与散热IGBT等功率电子器件在工作中，由于自身的功率损耗，将引起IGBT温度升高。
引起功率器件发热的原因主要有两个，一是功率器件导通时，产生的通态损耗。
二是功率器件的开通与关断过程中产生的开关损耗。
IGBT功耗主要由导通损耗和开关损耗构成，需要合理的IGBT散热装置将产生的热量散发出去，保证IGBT变流器设备的可靠运行。
(1) 功率器件导通时，由于自身的导通压降并不为零，于是将产生通态损耗。
通态损耗主要与功率器件的导通压降、承载电流以及导通占空比有关。
设功率器件的导通压降为Uon，则当器件通过占空比为D，电流幅值为I T的矩形脉冲时，平均通态损耗为(2) 功率器件在开通与关断过程中，作用在其上的电压、电流波形可近似表示为图1所示形式。
功率器件在开通时不能瞬间完全导通，逐渐下降的电压与逐渐上升的电流将产生开通损耗Pon。
功率器件在关断时不能瞬间完全截止，逐渐下降的电流与逐渐上升的电压将产生关断损耗off。
开通损耗Pon和关断损耗Poff的总和即是功率器件的开关损耗Ps。
开关损耗主要与功率器件的承载电压、电流以及开关频率有关。
对于电阻性负载，依据图1(a)所示的波形，设功率器件截止时承载的电压为U T，开通时的电流为I T，开关的频率为fs，周期为Ts，则在一个开关周期内的平均开关损耗为对于电感性负载，在电压、电流相同的情况下，功率器件的平均开关损耗要大干电阻性负载，一般认为其在一个开关周期内平均开关损耗为开关器件的平均通态损耗Pc与平均开关损耗Ps之和就是开关器件总的功率损耗，它们将转化为热量而引起功率器件发热。
各种功率器件的核心均是半导体PN结，而PN结的性能与温度密切相关，为此，功率器件均规定了正常工作的最高允许结温Tjm。
为了保证器件正常工作，器件工作时的结温应始终低于最高允许结温Tjm。
但工程上能够测量到的结温实际上是功率器件外壳的平均温度，由于功率器件内部温度分布是不均匀的，可能会出现局部高于最高允许结温的过热点而使器件损坏。
IGBT模块的热设计和散热器设计
IGBT模块的热设计和散热器设计由于IGBT模块在IGBT变流器工作过程要产生功率损耗即内损耗，内损耗引起发热，温度上升，IGBT温度高低与器件内损耗大小、芯片到环境的传热结构、材料和器件冷却方式以及环境温度等有关。
当发热和散热相等时，器件达到稳定温升，处于均衡状态，即稳态。
器件的芯片温度不论在稳态，还是在瞬态，都不允许超过器件的最高允许工作温度，即IGBT结温，否则，将引起器件电或热的不稳定而导致器件失效。
因此计算IGBT功率损耗、温度，采取必要的IGBT散热措施是十分重要的。
一、IGBT模块的发热：IGBT模块的发热主要因功率损耗引起。
对任意波形的连续脉冲电压u(t)、电流I(t)流过IGBT模块，其平均功率损耗：式中，T为开关周期；fs为开关频率。
在IGBT模块实际应用中，平均功率损耗的计算比较复杂。
一般来讲，主要由开关损耗、通态损耗、断态漏电损耗和驱动损耗等成分构成。
但就具体器件和具体工作情况而言，有些损耗可以忽略。
1．开关损耗图1为阻性负载开通与关断过程电压、电流及功率损耗波形。
在开通过程，电流线性上升、电压线性下降；在关新过程，电流线性下降、电压线性上升。
在一个周期内平均损耗：如图2为感性负载开通与关断过程电压、电流及功率损耗波形。
不失一般性，假定负载电流连续平滑，换流期间为恒定值。
在开通过程，电流基本呈线性上升、电压为电源电压Ud；在关断过程，电流线性下降、电压为电源电压Ud。
在一个周期内平均损耗：式中，Ud为断态电压，即电源电压；Ic为通态最大电流；T为开关周期，fs为开关频率；ton和toff分别为开通时间和关断时间。
2．通态损耗因为IGBT模块是非理想器件，导通期间有电压降，对于输出极为双极性的器件，假设其通态压降为Uon，则当器件通过占空比为D、幅值为Ic的矩形连续电流脉冲时的平均通态功耗：对于输出极为单极性的器件，如MOSFET，导通时压降大小用通态电阻Rds描述，若漏极电流为IDS则平均通态功耗：3．断态漏电损耗在IGBT模块关断期间，有微小的漏电流IC0，若断态电压Ud很高，仍会产生明显的断态功率损耗，其值为：一般情况下PC0值较小，可以忽略不计。
电脑芯片制造中的功耗分析与热设计策略
电脑芯片制造中的功耗分析与热设计策略随着科技的飞速发展，电脑成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而电脑的核心组件之一便是芯片。
芯片的性能和稳定性直接影响着电脑的整体性能，而功耗分析与热设计策略则是保证芯片运行效率和稳定性的重要因素。
本文将对电脑芯片制造中的功耗分析与热设计策略进行探讨和分析。
一、功耗分析的重要性功耗是电子设备使用过程中非常关注的一个指标。
过高的功耗会导致电子设备发热严重，降低系统稳定性，同时也会消耗过多的电能，给能源资源造成浪费。
因此，对电脑芯片功耗的分析显得尤为重要。
在芯片设计和制造的早期阶段，就需要对功耗进行分析和评估。
通过模拟和仿真的方法，可以准确预测芯片在工作状态下的功耗。
在设计过程中，可以根据功耗分析结果进行优化和调整，以降低功耗，提高芯片的能效比。
二、功耗分析的方法1. 电路级功耗分析电路级功耗分析是对芯片电路的模拟和仿真过程。
通过建立电路模型，对各个电路元件和结构进行分析，从而得出芯片在不同工作状态下的功耗。
这一方法可以提供较为准确的功耗预测结果，为后续的热设计提供依据。
2. 系统级功耗分析系统级功耗分析是对整个电脑系统的功耗进行评估和分析。
将芯片与其他硬件组件以及软件系统整合起来，模拟电脑在各种应用场景下的功耗情况。
这种方法能够全面考虑不同组件之间的相互作用和影响，得出更为真实的功耗分析结果。
三、热设计策略的重要性电脑芯片工作时会产生大量热量，如果不能及时有效地排散热量，会导致芯片温度过高，降低性能甚至损坏芯片。
因此，热设计策略在芯片制造中起着至关重要的作用。
合理的热设计能够保证芯片在工作时的稳定性和寿命。
热设计包括散热器的设计、散热通道的布局、散热材料的选择等方面。
通过优化热设计，可以提高芯片的散热效率，降低芯片温度，延长芯片的使用寿命。
四、热设计策略的方法1. 散热器设计散热器是电脑芯片散热的重要组成部分。
散热器的设计需要考虑散热面积、散热片的数量和间隙、材料的导热性能等因素。
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I G B T功耗分析及散热片设计
一、HeatSink介绍：
散热片是一种散热器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等。
散热片主要靠对流来散热。
散热器装在低处，易于热气上升。
加强对流才能迅速提高热量，如果对流被破坏，热效率会被大大降低。
铝散热片是使用率最高的散热片之一，整体采用纯铝制造。
铝是地球上含量最高的金属，成本低和热容低是其主要特点。
其缺点主要是吸热慢，但优点是放热快，且散热效果跟其结构和做工成正比。
散热片数越多、底部抛光越好，散热效果越好。
其散热原理非常简单：利用散热器上的散热片来增大与空气的接触面积，再利用空气流动从而带走散热片上的热量。
一定要保证散热体台面的表面粗糙度、平行度和平面度满足要求，否则在运行中极易失去其散热能力，因过热而损坏器件。
二、认识三相逆变器的SPWM控制方法：
下面是三相逆变器的示意图：
采用SPWM控制方法各个开关管的驱动波形存在下面的关系：
对于三相逆变器6组驱动波形会存在下面几组工作模式：
1、上桥臂Q1开通，Q3、Q5关闭，下桥臂Q4、Q6开通，Q2关闭；
2、上桥臂Q3开通、Q1、Q5关闭，下桥臂Q2、Q6开通，Q4关闭；
3、上桥臂Q5开通、Q1、Q3关闭，下桥臂Q2、Q4开通，Q6关闭；
4、上桥臂Q1、Q3开通，Q5关闭，下桥臂Q6开通，Q2、Q4关闭；
5、上桥臂Q1、Q5开通，Q3关闭，下桥臂Q4开通，Q2、Q6关闭；
6、上桥臂Q3、Q5开通，Q1关闭，下桥臂Q2开通，Q4、Q6关闭；
假设，标志1代表开通，标志0代表关闭：
则可以整理为6组工作状态：
三、开关管的各个损耗参数：
可以通过IGBT功率损耗分布分析及计算工具得到开关管的下列损耗参数：
四、HeatSink设计步骤：
散热片设计的主要目的是确保总热阻减至最小可能值。
热阻计算在散热器设计中是首要任务，只有确定后才可将晶体管的结温进行预测。
通常散热器的设计分为三步
1、根据相关约束条件设计外轮廓图；
2、根据散热器的相关设计准则对散热器齿厚、齿的形状、齿间距、基板厚度进行优化；
3、进行校核计算；
4.1散热器外形设计：
对于自然冷却散热器的设计方法而言：
1、考虑到自然冷却时温度边界层较厚，如果齿间距太小，两个齿的热边界层易交叉，影响齿表面的对流。
所以一般情况下，建议自然冷却的散热器齿间距大于12mm，如果散热器齿高低于10mm，可按齿间距≥1.2倍齿高来确定散热器的齿间距。
2、自然冷却散热器表面的换热能力较弱，在散热齿表面增加波纹不会对自然对流效果产生太大的影响，所以建议散热齿表面不加波纹齿。
3、自然对流的散热器表面一般采用发黑处理，以增大散热表面的辐射系数，强化辐射换热。
4、由于自然对流达到热平衡的时间较长，所以自然对流散热器的基板及齿厚应足够，以抗击瞬时热负荷的冲击，建议大于5mm以上。
根据厂商的资料：
散热器热阻Rth是评定散热器品质的一个基本参数，散热器的热阻直接反映其热导和散热性能。
热阻器与散热器的大小、形状、安装方式、散热面积有关。
也与空气的流动方式，即自然对流或强迫风冷有关。
后者还与风速有关。
散热片类型热阻与性价比的对应框图
根据上图:
Stampings（冲压散热片）：常用于器件冷却，由铝或铜冲出形状，成本较低，适应大批量生产。
但是其热阻较大，对于传热不利。
Fabricated（挤压型材散热片）：型材散热片的肋片增加波纹可增加10~20%的散热能力。
价格和热阻性能相对较小，性价比高。
BondedFin（焊接或熔铸肋片）：有较大范围的热阻分布，但是成本很高。
FoldedFin（折叠肋片型散热片）：热阻很小，但是成本较高。
LiquidSystems（水冷系统）：热阻为所有型材中最小，但是成本也相对而言最高。
HeatPipes（热管）：
根据前面的分析，我们最好采用Fabricated（挤压型材散热片），热阻可以控制在0.1~10℃/W之内。
4.2MotorDriverIC+DiscreteIGBT方案热阻计算：
假设散热片有平台的底部（能够与晶体管紧密结合）。
对于未知型号的散热器，有一些简单数学公式可以计算其热阻。
对电力电子系统而言，散热片与晶体管的热阻模型如图所示：
其中：
Rth（j-case）：是晶体管结温-壳温的热阻
Rth（case-hs）：是晶体管壳温-散热片的热阻
Rth（hs-amb）：是散热片-环境温度的热阻
4.2.1晶体管结-晶体管壳热阻计算：
根据Infineon的IGBTIKP15N60T的DATASHEET：
则IGBT的结-壳的热阻为：Rth（j-c）igbta=(150-100)/(65-21)=1.136℃/w 且根据DATSHEET，还有关于结-壳的描述：
Rthj-cigbtb=1.15℃/W
根据两个结果，取最大值为IGBT的结-壳的热阻：
同理，得到反向恢复二极管的结-壳的热阻：
Rthj-cdiode=1.9℃/W
4.2.2晶体管壳温-散热片热阻计算：
散热片一般与晶体管之间有云母绝缘片的隔离，如下图所示：
晶体管壳温-云母隔离片的热阻为：
Rth（c-m）=1.0℃/W
假设云母隔离片-散热片结合紧密，通过导热膏高效导热，令其热阻：Rth（m-h）=0.6℃/W
则晶体管-散热片的热阻为：
Rth（c-h）=?1.6℃/W
4.2.3散热片-环境温度热阻计算：
器件生产商一般会提供开关管最大结温，根据IKP15N60T的DATASHEET：可查得IGBT的最大结温为：
Tjmax=175℃
根据产品的工作环境，设环境温度为：
Tcmax=?60℃
则开关管允许的最大温升为：
Trmax=?115℃
4.2.4查询相近散热片的资料：
散热片的形状如下图所示：
实测竞争对手的散热片尺寸为：
Size
Discribition
（mm）
Length90
Height50
Width40
本方案在散热器总的体积及大小形状不变的情况下，实验IGBT如何摆放温度分布较合理。
五、开关管布局对热设计的影响：
5.1开关管布局1：
按照平均分配原则，每个IGBT分得的散热片为：
Width1=30mm
Length1=20mm
Height1=50mm
选择与之相似的散热片：
取得其热阻为：
算法1：
三相逆变器三个上管的温度随时间变化线形图用此热仿真模型得出的散热片上出现的最大温升为：
Trmax1=
用此热仿真模型得出的散热片上出现的最低温升为：
Trmin1=?
用此热仿真模型得出的散热片上出现的平均温升为：
Travg1=?
算法2：
用另外一种计算办法来表现出三维图的温度变化曲线：
用简化的热仿真模型得出的散热片上出现的最大温升为：Trmax2?
用简化的热仿真模型得出的散热片上出现的最低温升为：
Trmin2
用此热仿真模型得出的散热片上出现的平均温升为：
Travg2
5.2开关管布局2：
分析方法如上例5.1所示：5.3开关管布局3：
分析方法如上例5.1所示：5.4开关管布局4：
分析方法如上例5.1所示：。