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IGBT校準案例 Part 1 仿真與測試的設置 對某型號的IGBT模型進行校準，其結構如圖所示。

控制T3 IGBT導通時間，可以改變IGBT關斷時的電流[7]。圖2為富士IGBT單脈沖測試示意圖，選用的富士IGBT采用RB-IGBT。T3開通時，母線電壓通過導通的T3施加于電感上，電感電流線性上升，如紅色實線所示。當到達某時刻，T3關斷，電感電流通過T1反并聯二極管D1續流，如紅色虛線所示。

最近有同學問小編CST是否可以提取3D模型的局部寄生參數。其實CST官方公眾號里面寫了好幾篇關于寄生參數提取的文章。而且CST的library里面也有相關案例。正好小編最近也在擺弄IGBT的模型。那么小編今天就來舉個栗子，分享一個利用CST的提取IGBT的局部寄生參數。

首先建立仿真項目的時候如圖所示然后選擇Home-->simulation-->Partial RLC Solver導入IGBT模型。如圖所示。注意：如果要把IGBT模型的管腳也加入到寄生參數提取里面，那么管腳的材料不能用PEC，我這邊改成銅了。

、Domain-IGBT3_46_1_MATPOINT、Domain-IGBT4_47_1_MATPOINT、Domain-IGBT5_48_1_MATPOINT、Domain-IGBT6_49_1_MATPOINT； 圖3-7 分配計算域 ⑧ 雙擊 求解>流動分析>計算域>Domain-FLUID-WATER，在計算域設置窗口中類型選擇

（3）建立加復制好三個模型，一個模型一個模型的建立端口。那么怎么去等間距的復制模型將它們排列到IGBT總成模塊上呢？這里需要用到CST的Tranform功能。復制模型都很簡單，相信大家都會用。我們把第一個建立好的模型命名為U模塊，還需要復制兩個模型分別為V模塊和W模塊。第一步：設置定位點。IGBT總成模塊的機構件包括結構，散熱片，塑料支架等可以直接CAD導進來的。

基于PCB板+IGBT模塊+散熱器總成精細化熱-固耦合仿真模型，精準復現整機由于各層結構CTE不同導致的“呼吸效應”熱變形首先通過構建PCB板+IGBT模塊+散熱器熱-固耦合模型，精準復現因CTE差異導致的“呼吸效應”熱變形，定位溫度循環動載荷致Pin針焊層疲勞失效的原因；通過Creo參數化建模并與Ansys Workbench聯合，結合響應面優化Pin針結構參數，尋優時間縮至24h內

圖1 控制器模型保留控制器的主要發熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發熱不嚴重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進行分離，防止后期網格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導致網格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。

如下圖所示，不對稱結構雙面散熱IGBT功率模塊的三維模型和單面散熱IGBT功率模塊的三維模型。利用ANSYS有限元軟件和傳熱理論對不同結構的IGBT功率模塊進行了仿真分析，IGBT模塊在穩態下運行的溫度場分布如下圖所示。總體而言，IGBT模塊的內部溫度分布不均勻，因為IGBT模塊中材料的熱導率不同，并且受到熱耦合的影響，尤其是在芯片區域。

CAD模型導入通過Simdroid-EC導入接口，可以直接導入液冷流道和IGBT的.stp模型文件，無需打散，可完整還原導入體原貌。導入模型 2. 便捷多流體域劃分Simdroid-EC的多流體域仿真功能非常便捷。只需將智能元件流體標記點放入流體域中，軟件即可自動識別到連通的腔體，并形成流體域，無需繁復地用體積區域搭建流體區域。

工程上，一般選用強制風冷循環為IGBT、整流橋以及勵磁線圈等主要發熱元件進行降溫。2 電磁爐散熱仿真模型建立2.1 物理模型仿真以某型號電磁爐為樣機，樣機尺寸為長度345 mm，寬度280 mm，高度52 mm。散熱片用于為電路板上的兩個大功率發熱元件降溫，分別為IGBT和整流橋。

IGBT應用及封裝設計· IGBT特征化建模和開關特性測試· IGBT寄生參數提取及系統性能分析· IGBT電磁性能分析和傳導路徑優化· IGBT多物理場耦合特性分析· IGBT熱模型提取及系統性能分析· IGBT輻射干擾分析2. 驅動/控制系統設計3.

wx_fmt=jpeg&amp;from=appmsg"></p><p><strong>簡化模型IGBT的溫度分布</strong></p><p><br></p><p><br></p><p><strong>?&nbsp;從IGBT的溫度對比看，全模型和簡化模型的差別約在1%</strong></p><p><br></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg

使用工具：Ansys Workbench, Ansys Mechanical最終成果 基于Ansys 軟件，采用子模型與生死單元技術，對IGBT器件在功率循環工況下進行多物理場仿真，并通過相關理論評價關鍵結構可靠性。結果表明，基于能量的Darveaux模型進行分析更加符合功率器件主端子結構焊層的退化過程。

圖13 6 英寸 8500 V 高壓晶閘管模型和產品 隨著新能源的大規模開發利用和接入并網，以及柔性直流輸電技術的發展，行業對具有自主關斷能力的大功率半導體器件提出了迫切需求。

圖 4：連接不同 IGBT、二極管芯片和 DBC 的引線鍵合通過計算寄生電感和電阻值，我們可以使用等效一維電路圖來表示逆變器功率模塊，如圖 5 所示。 在這里，您會注意到我們已將每個 H 橋部分中存在的三個并行電流路徑合并為一個。 因此，我們忽略了這些并聯電流路徑中連接不對稱所產生的影響。 IGBT 和二極管使用相同電壓等級的供應商提供的 P-SPICE 電路模型進行建模。

文獻[1]以理論分析結果驗證了有限元模型的有效性，并基于有限元計算結果預測了絕緣柵雙極型晶體管( Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT) 功率模塊的疲勞壽命。文獻[2]討論了堆疊結構各層的厚度對模塊可靠性的影響。文獻［3］分析了IGBT 功率模塊的熱應力分布，并討論了焊料厚度、空洞率對模塊傳熱性能的影響。

采用SolidWorks2016版本的流體分析軟件FLOEFD對功率模塊IGBT進行水冷散熱仿真案例，詳細介紹了軟件操作的步驟及過程，有助于入門學習及實際案例操作。附件包含案例操作PPT文件和模型的STP文件。部分文件內容截圖如下：

這套電-熱-力無縫耦合的工作流程，極大地提升了對IGBT模塊真實工作過程模擬的精準度。技術鄰：能否分享一個具體案例，說明Ansys如何提升仿真的效率？武文杰：一個很好的例子是我們在集裝箱環境載荷評估上的應用。以往的模式是：結構同事將客戶標準提供給仿真同事，仿真同事完成復雜仿真后，再將結果反饋回去。整個流程溝通成本高、耗時漫長。現在我們開發了降階模型。