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IGBT模块集成NTC的应用研究 预览
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作者 张省伟 王博 《工业仪表与自动化装置》 2019年第5期87-90,共4页
IGBT模块中集成负温度系数(NTC)温度电阻可较为准确地反映IGBT硅芯片温度。该文以IGBT模块中NTC的设计及应用为核心,对集成NTC在IGBT内部的安装形式、安全规范应用、热传导原理及工程应用中有关NTC温度的获取方法及机理进行深入研究,最... IGBT模块中集成负温度系数(NTC)温度电阻可较为准确地反映IGBT硅芯片温度。该文以IGBT模块中NTC的设计及应用为核心,对集成NTC在IGBT内部的安装形式、安全规范应用、热传导原理及工程应用中有关NTC温度的获取方法及机理进行深入研究,最后在30kW逆变器实验平台上对集成NTC的应用进行实验验证。实验结果表明,有关IGBT内部集成NTC的工程应用解决方案及相应的推算方法科学、有效。 展开更多
关键词 度系数 热阻
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两种热电分离式基板导热性能的对比研究 预览 被引量:1
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作者 秦典成 肖永龙 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第1期66-69,共4页
基于热电分离式设计理念,开发出FR4/Cu与FR4/AlN两种高导热散热基板,并利用SMT工艺将13W的OsramS2W型LED灯珠分别与上述两种散热基板焊接后组装成LED模组;利用半导体制冷温控台恒定散热基板底部温度后,使用结温测试仪对LED的结温进行了... 基于热电分离式设计理念,开发出FR4/Cu与FR4/AlN两种高导热散热基板,并利用SMT工艺将13W的OsramS2W型LED灯珠分别与上述两种散热基板焊接后组装成LED模组;利用半导体制冷温控台恒定散热基板底部温度后,使用结温测试仪对LED的结温进行了测试。同时借助直流电源和积分球分别对LED的总功率和光功率进行了测量后得到了模组的热功率值。最后根据LED结温测试结果与热功率值计算得出了模组的热阻值,并在此基础上对两种基板的散热性能进行了对比研究。结果表明,FR4/AlN基板的散热性能较之FR4/Cu基板稍逊。当使用FR4/Cu基板散热时,LED的结温和热阻分别是49.72℃、2.21℃/W。当使用FR4/AlN基板散热时,LED的结温和热阻分别是51.32℃、2.32℃/W。 展开更多
关键词 热电分离 LED 模组 FR4/Cu基板 FR4/AlN基板 热阻 散热性能
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LED汽车前照灯散热结构设计与分析 预览
3
作者 刘东静 王浩洁 +1 位作者 樊亚松 梁海志 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期63-68,共6页
针对LED汽车前照灯的散热问题,对比设计两款有/无散热槽的新型散热器结构形式,利用有限元分析软件ANSYS进行散热结构的热力学分析。针对初始设计的散热结构形式采用控制变量法进行参数优化,最后得出无槽结构的LED灯具最高温度为65.352℃... 针对LED汽车前照灯的散热问题,对比设计两款有/无散热槽的新型散热器结构形式,利用有限元分析软件ANSYS进行散热结构的热力学分析。针对初始设计的散热结构形式采用控制变量法进行参数优化,最后得出无槽结构的LED灯具最高温度为65.352℃,热应力为235.56MPa;同等条件下有槽结构的LED灯具最高温度为62.712℃,最大应力为218.7 MPa。计算可知,具有散热槽LED灯具散热器优化后的温度相对无散热槽LED灯具散热器优化后的温度降低2.64℃,最大应力减小16.86 MPa。该仿真结果表明具有散热槽结构的散热器能够提高LED汽车前照灯的散热效果。 展开更多
关键词 LED汽车前照灯 控制变量法 应力
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高功率密度紫外LED光源模块的液态金属散热系统
4
作者 李思琪 韩秋漪 +1 位作者 荆忠 张善端 《中国照明电器》 2019年第4期1-9,共9页
紫外LED光源具有十分广阔的市场应用空间,而提高紫外LED光源的功率密度是其性能优化的重要需求之一。散热问题是目前研究高功率密度紫外LED光源所面临的主要难题。本文提出了一个针对紫外LED光源模块进行散热的液态金属散热系统,并实验... 紫外LED光源具有十分广阔的市场应用空间,而提高紫外LED光源的功率密度是其性能优化的重要需求之一。散热问题是目前研究高功率密度紫外LED光源所面临的主要难题。本文提出了一个针对紫外LED光源模块进行散热的液态金属散热系统,并实验研究了其散热性能。采用液态金属散热系统,紫外LED光源模块的工作电流最高可达到122.1 A,功率密度达到939.9 W/cm~2,此时芯片结温仅为79.7℃,说明该液态金属散热系统具有十分优秀的散热性能。 展开更多
关键词 液态金属 高功率密度 紫外LED 散热特性
风电变流器IGBT模块通断延迟时间结温探测模型研究 预览
5
作者 姚芳 马静 +3 位作者 张彧硕 唐圣学 黄凯 李志刚 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第8期862-870,共9页
针对风电变流器中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)开关,研究基于通断延迟时间风电变流器 IGBT 模块结温探测方法.首先,从半导体物理机理视角分析了通断延迟时间的温敏机理和温敏特性,明确了本征载流子浓度... 针对风电变流器中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)开关,研究基于通断延迟时间风电变流器 IGBT 模块结温探测方法.首先,从半导体物理机理视角分析了通断延迟时间的温敏机理和温敏特性,明确了本征载流子浓度、电流增益和载流子迁移率等影响通断延迟时间的物理因素.然后,设计 IGBT 模块的动态测试试验,测试不同母线电压或不同集电极电流条件下,通断延迟时间与结温的关系,并对试验结果进行分析.动态测试试验采用双脉冲法二极管钳位电路,提高通断过程栅极电压和集电极电流的动态特性测试精度,采用恒温控制底板加热设备,控制 IGBT 芯片温度.再后,对 IGBT 模块开关过程中不同结温下集电极电流和栅极电压波形进行分析,考虑电压电流影响的条件下,建立了基于开通及关断延迟时间的结温探测模型,并对比研究了模型精度.结果表明,基于关断延迟时间的结温探测精度较高、稳定性更强,且母线电压越高或者集电极电流越低,则关断延迟时间越大.最后,建立了基于关断延迟时间的 IGBT 结温探测模型,该模型考虑电压和电流影响,拟合精度高,平均相对误差小,可用于热平衡态风电变流器的 IGBT 模块的工作结温探测. 展开更多
关键词 风电变流器 IGBT 模块 通断延迟时间
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IGBT不同导热材料导热性能研究 预览
6
作者 王坚 张迪德 古强 《客车技术》 2019年第4期8-11,共4页
分析了IGBT导热材料特性及热传导原理,模拟了实际工况下IGBT的导热情况,重点论述了IGBT导热材料在实际应用中的效果及影响。
关键词 IGBT 导热硅脂 相变导热材料
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金属基板结构对LED散热性能的影响 预览
7
作者 秦典成 梁可为 +1 位作者 陈爱兵 肖永龙 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期717-721,共5页
为满足天使眼汽车照明用LED灯的散热需求,设计了4种散热管理方案,同时利用结温测试仪与热电偶分别对上述4种方案的LED灯珠结温及金属基板(MCPCB)底部温度进行了测试,并对4种方案的散热效果展开了对比研究。结果表明,表面贴装技术(SMT)... 为满足天使眼汽车照明用LED灯的散热需求,设计了4种散热管理方案,同时利用结温测试仪与热电偶分别对上述4种方案的LED灯珠结温及金属基板(MCPCB)底部温度进行了测试,并对4种方案的散热效果展开了对比研究。结果表明,表面贴装技术(SMT)焊接方案较铆接方案具备一定的散热优势,而热电分离式金属基板的焊接方案较普通金属基板的焊接方案散热优势明显,能大幅度降低LED结温,有望赋予天使眼LED灯更加优异的综合性能;当环境温度分别为(25±1)及(90±3)℃时,4种方案的散热效果为:0.4mm厚热电分离式金属基板的焊接方案>0.3mm厚普通金属基板的焊接方案>1.0mm厚普通金属基板的铆接方案>0.3mm厚普通金属基板的铆接方案;当环境温度为(25±1)℃时,4种散热方案下的LED结温均在最高允许温度135℃以内。而当环境温度为(90±3)℃时,只有使用热电分离式金属基板焊接方案的天使眼的LED结温低于最高允许温度,为117.92℃,其它3种方案的天使眼LED结温均超过最高允许温度。 展开更多
关键词 天使眼 LED 散热 金属基板 热电分离
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中点箝位型三电平变换器系统安全工作区的刻画及应用
8
作者 涂春鸣 龙柳 +2 位作者 肖标 余雪萍 柴鸣 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1-6,48,共7页
为了提高中点箝位型三电平变换器的可靠性,基于器件的安全工作区,综合考虑了变换器的拓扑结构、直流母线杂散参数、控制系统的延迟以及温度等因素,推导出了变换器系统安全工作区(SSOA)的数学模型。定量分析了结温和风速对SSOA边界的影响... 为了提高中点箝位型三电平变换器的可靠性,基于器件的安全工作区,综合考虑了变换器的拓扑结构、直流母线杂散参数、控制系统的延迟以及温度等因素,推导出了变换器系统安全工作区(SSOA)的数学模型。定量分析了结温和风速对SSOA边界的影响,并分别刻画了结温和风速影响下SSOA的三维立体图形。应用该方法对55 kW/380 V的变换器样机进行保护设计,通过实验验证了基于SSOA所设定的保护边界的有效性,表明SSOA可以保障变换器的可靠稳定运行,提高变换器的可持续运行能力。 展开更多
关键词 中点箝位型三电平变换器 系统安全工作区 数学模型 风速 保护设计
基于二极管端电压的IGBT模块键合线状态监测 预览
9
作者 马铭遥 王也 +1 位作者 孙志宇 詹铭玥 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第5期132-136,共5页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块键合线与芯片的热膨胀系数不匹配所引起的键合线故障是模块失效的重要因素。在此将通过分析IGBT功率模块中续流二极管的端电压与结温的关系曲线在键合线断裂前后的变化来监测IGBT模块部分键合线的健康状况... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块键合线与芯片的热膨胀系数不匹配所引起的键合线故障是模块失效的重要因素。在此将通过分析IGBT功率模块中续流二极管的端电压与结温的关系曲线在键合线断裂前后的变化来监测IGBT模块部分键合线的健康状况。通过理论分析和实验验证,证明了IGBT模块中续流二极管的端电压值会随着键合线的脱落而增大,且随着键合线脱落根数的增加而严格递增,因此结温与二极管端电压关系曲线在键合线故障前后是上升的。通过实时测试二极管端电压与对应的结温值并与健康状态下相同结温下的二极管端电压值相比较,便可判断对应位置键合线的健康状态。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 键合线故障
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不同脉冲工作条件对GaN HEMT器件结温的影响
10
作者 刘霞美 翟玉卫 +2 位作者 乔玉娥 梁法国 郑世棋 《半导体技术》 CAS 北大核心 2019年第6期471-476,共6页
研究了不同脉冲工作条件对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结温的影响,通过改变脉冲信号发生器的输出频率和占空比来改变器件的工作条件,利用具备高空间分辨率的显微红外热像仪进行瞬态结温测试。结果表明:器件工作在给定的平均功率下,可... 研究了不同脉冲工作条件对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)结温的影响,通过改变脉冲信号发生器的输出频率和占空比来改变器件的工作条件,利用具备高空间分辨率的显微红外热像仪进行瞬态结温测试。结果表明:器件工作在给定的平均功率下,可以通过提高脉冲信号占空比和频率来改善器件的寿命和性能可靠性;工作在给定的峰值功率下,可以通过降低脉冲占空比和提高脉冲频率来改善器件的寿命和性能可靠性。沟道温度影响着半导体器件的寿命,因此,可以在器件能够承受的范围内通过改变脉冲占空比和脉冲频率来改善器件的寿命和性能可靠性。 展开更多
关键词 GaN高电子迁移率晶体管(HEMT) 显微红外热像仪 脉冲工作条件 占空比
一种新型IGBT结温计算模型
11
作者 李玲玲 齐福东 孙进 《微电子学》 CAS 北大核心 2019年第3期389-393,共5页
为进一步研究IGBT电热参数与结温的关系,提出了一种用于计算IGBT结温的改进电热耦合模型。通过温度循环加速老化试验模拟IGBT的老化过程,记录不同老化程度下IGBT的电热参数,直到IGBT失效。根据电模型和热模型建立电热耦合模型,将不同老... 为进一步研究IGBT电热参数与结温的关系,提出了一种用于计算IGBT结温的改进电热耦合模型。通过温度循环加速老化试验模拟IGBT的老化过程,记录不同老化程度下IGBT的电热参数,直到IGBT失效。根据电模型和热模型建立电热耦合模型,将不同老化程度下的电热参数及模型相结合,得到改进的电热耦合模型。采用单一参数法,研究了不同老化程度下电热参数对结温的影响。利用IGBT的稳态结温数据,得到电热参数对结温的影响度。 展开更多
关键词 IGBT 电热参数 度循环 老化
对大功率LED车灯芯片结温部分关键影响因素的研究 预览
12
作者 肖原彬 杨平 《电子科技》 2019年第3期72-76,共5页
针对LED车灯芯片照明过程中结温过高的问题,文中对影响芯片结温高低的两种关键因素:LED车灯芯片内部发光源间距和芯片排布间距进行研究,以求有效降低芯片结温。通过ANSYS Workbench16.0软件进行芯片热仿真模拟,随后利用恒温测试平台对... 针对LED车灯芯片照明过程中结温过高的问题,文中对影响芯片结温高低的两种关键因素:LED车灯芯片内部发光源间距和芯片排布间距进行研究,以求有效降低芯片结温。通过ANSYS Workbench16.0软件进行芯片热仿真模拟,随后利用恒温测试平台对仿真结果可靠性进行了验证。验证结果表明,合理设置LED车灯芯片内部发光源之间的间距能有效降低芯片结温,最高可降低8.249℃;同时,适当增加LED车灯芯片之间排布间距亦可有效降低结温0.5℃。 展开更多
关键词 LED车灯 芯片间距 排布方式 发光源间距 管引脚
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储能逆变器散热分析 预览
13
作者 朱业清 《机电信息》 2019年第12期111-111,113共2页
储能逆变器大功率元器件集中安装在散热器上,热耗集中在散热器上,通过外风扇热对流将大部分热量散去。通过热设计的基本理论与软件仿真的基本思想,对散热器进行整机系统热仿真分析和优化设计,提供了一个散热器的智能优化设计方法。仿真... 储能逆变器大功率元器件集中安装在散热器上,热耗集中在散热器上,通过外风扇热对流将大部分热量散去。通过热设计的基本理论与软件仿真的基本思想,对散热器进行整机系统热仿真分析和优化设计,提供了一个散热器的智能优化设计方法。仿真结果表明,优化后散热器温度满足产品整体散热要求,验证了基于热分析软件分析的热设计的优势,为产品热设计提供了可靠的依据。 展开更多
关键词 逆变器 热分析 热阻
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高阻硅片对紫外LED散热性能的影响研究 预览
14
作者 周珏 赖晓春 《江西科学》 2019年第5期739-742,共4页
紫外LED因光谱单一、体积小、冷光源、无热辐射等特点逐渐取代传统汞灯,并广泛应用于油墨固化、医学光疗、消毒杀菌等领域,而功率型紫外LED器件散热问题是制约其性能提高和应用的瓶颈。基于陶瓷大功率LED封装平台制备了引入高阻硅片功... 紫外LED因光谱单一、体积小、冷光源、无热辐射等特点逐渐取代传统汞灯,并广泛应用于油墨固化、医学光疗、消毒杀菌等领域,而功率型紫外LED器件散热问题是制约其性能提高和应用的瓶颈。基于陶瓷大功率LED封装平台制备了引入高阻硅片功率型紫外LED器件,研究发现引入高阻硅片的紫外LED的器件具有较高的光功率,但其热阻及结温均高于无硅片紫外LED,这归因于加入高阻硅片结构增加了芯片散热的传导路径。该工作对实际工业封装技术路线具有指导意义。 展开更多
关键词 紫外LED 热阻 测试与仿真
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基于电学法的达林顿管稳态热阻测量方法研究 预览
15
作者 高成 王怡豪 +1 位作者 张雨琪 黄姣英 《现代电子技术》 北大核心 2019年第1期108-112,共5页
热阻是功率器件一个重要的热性能参数,影响着结温的高低,同时也用于确定器件结温以及功率器件的安全工作温度范围。每只器件热阻值由于工艺问题有一定偏差,由产品手册无法获得精确热阻值。从电学法测量结温原理出发,以达林顿管BDW47G为... 热阻是功率器件一个重要的热性能参数,影响着结温的高低,同时也用于确定器件结温以及功率器件的安全工作温度范围。每只器件热阻值由于工艺问题有一定偏差,由产品手册无法获得精确热阻值。从电学法测量结温原理出发,以达林顿管BDW47G为试验对象,测量并计算得到其温度系数M=-1.8358mV/℃。设计测量电路,并对测量中延迟时间造成的误差进行分析修正,得到达林顿管延迟时间为零时精确结温,最终获得达林顿管稳态热阻的测量计算方法。该方法有助于获得器件关键热性能参数,有助于老炼试验等对结温有要求的试验获得精确结温。 展开更多
关键词 电学法 达林顿管 稳态热阻 测量方法 误差修正
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IGBT模块结温变化下的电磁干扰特性研究 预览
16
作者 张江勇 杜明星 魏克新 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期84-86,100共4页
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是电力变换装置中的重要器件,评估其可靠性至关重要。IGBT的结温及结温波动是造成其失效的主要原因,如何判定结温波动成为一个研究难点。通过分析IGBT的结构与结温特性、结温机理和结温波动对开关过程的影响及... 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是电力变换装置中的重要器件,评估其可靠性至关重要。IGBT的结温及结温波动是造成其失效的主要原因,如何判定结温波动成为一个研究难点。通过分析IGBT的结构与结温特性、结温机理和结温波动对开关过程的影响及开关波形的频域模型,可以得出结温升高会导致IGBT模块工作过程中产生的电磁干扰变小,然后通过实验验证。实验测试结果表明,基于电磁干扰强度的结温估计或结温波动估计方法切实可行。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 电磁干扰
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开关电源热设计浅析 预览
17
作者 肖铁 《信息记录材料》 2019年第6期246-247,共2页
在众多的电子设备故障中高温是最重要的因素之一,目前芯片集成化密度越来越高,功率也越来越大,芯片发热量大导致的温升严重影响了设备的稳定工作以及性能提升,要保证电子设备长期可靠运行其热设计一直是我们研究的重要课题。在开关电源... 在众多的电子设备故障中高温是最重要的因素之一,目前芯片集成化密度越来越高,功率也越来越大,芯片发热量大导致的温升严重影响了设备的稳定工作以及性能提升,要保证电子设备长期可靠运行其热设计一直是我们研究的重要课题。在开关电源的设计中也同样面临着功率不断增大体积不断减小的趋势,在保证设备功能的同时须充分考虑电路工作的稳定性、工作环境、使用寿命等因素,这些因素都直接或间接的与电路温升有密切的关系,所以有必要对开关源中的热设计进行分析研究。 展开更多
关键词 开关电源热设计 热阻 散热器 风冷
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LED车灯散热器优化研究 预览
18
作者 郁秋华 《科技视界》 2019年第22期21-23,共3页
LED是新一代的绿色照明光源,但其亮度和寿命会随着结温度的升高而降低,改善LED的散热问题亟需解决。本文以市场上两款典型LED汽车前照灯为研究对象,利用UG建立其简化三维模型,并通过AnsysFluent软件进行温度场模拟,对比分析不同翅片厚... LED是新一代的绿色照明光源,但其亮度和寿命会随着结温度的升高而降低,改善LED的散热问题亟需解决。本文以市场上两款典型LED汽车前照灯为研究对象,利用UG建立其简化三维模型,并通过AnsysFluent软件进行温度场模拟,对比分析不同翅片厚度和间距对LED散热性能的影响,从而找出其最优翅片散热器结构。 展开更多
关键词 LED散热器 数值模拟
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嵌埋陶瓷散热基板对白光LED性能的影响 预览 被引量:3
19
作者 秦典成 陈爱兵 肖永龙 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期97-105,共9页
将氮化铝陶瓷片局部嵌入FR4材料中获得嵌埋陶瓷散热基板,结合LED相关测试手段对比研究了其与普通MCPCB对白光LED光学特性的影响。将嵌埋陶瓷散热基板应用于功率为30W的远近一体车灯光源,并对LED车灯光源进行了光衰测试以及可靠性验证。... 将氮化铝陶瓷片局部嵌入FR4材料中获得嵌埋陶瓷散热基板,结合LED相关测试手段对比研究了其与普通MCPCB对白光LED光学特性的影响。将嵌埋陶瓷散热基板应用于功率为30W的远近一体车灯光源,并对LED车灯光源进行了光衰测试以及可靠性验证。结果表明,嵌埋陶瓷散热基板较之普通MCPCB有着更好的散热性能,FR4/AlN界面呈现出良好的结合强度,可以大幅减小LED的结温,有效改善LED的光学性能,极大地提升LED汽车灯光源的性能稳定性。 展开更多
关键词 嵌埋陶瓷 散热 基板 LED 汽车灯光源 光学性能
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大功率三电平变频器损耗及IGBT结温分析 预览
20
作者 周肖飞 云献睿 +1 位作者 何文云 何凤有 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期62-65,共4页
提出一种大功率三电平变频器损耗及器件结温计算的简便方法,通过实验数据建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块导通损耗和开关损耗数学模型,并利用功率器件驱动信号来计算变频器的损耗,综合考虑了调制策略、负载功率因数、输出电流谐波、... 提出一种大功率三电平变频器损耗及器件结温计算的简便方法,通过实验数据建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块导通损耗和开关损耗数学模型,并利用功率器件驱动信号来计算变频器的损耗,综合考虑了调制策略、负载功率因数、输出电流谐波、直流母线电压波动等因素,适用于变频器任何工况下的损耗和结温计算。建立了中点箝位型(NPC)三电平变频器电-热耦合模型,通过仿真和实验证明了所提方法的正确性,并分析了基于单开关周期的功率器件瞬态损耗及结温波动情况。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管 电-热耦合模型
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