电力电子系统散热计算与分析

发布时间：2017-08-28 02:38

  本文关键词：电力电子系统散热计算与分析

  更多相关文章： 电子器件 热设计 耗散功率 热模型 仿真

【摘要】：电力电子技术的高速发展,导致功率器件的散热问题显得尤为突出。器件温度过高是引起功率器件失效的重要原因之一,当器件功率密度越来越高时,提高器件的热性能是未来电子设备面临的挑战。通过热分布模型对功率器件热性能进行研究,可以经济、快速、有效的为电力电子设备的工艺优化、封装设计以及芯片的热设计提供合理的参考依据。作为典型的大功率电子器件MOSFET,具有与其他功率器件类似的热设计要求。电子器件热设计与其耗散功率息息相关,本文针对buck电路中的MOSFET模块,对其工作在稳态时的耗散功率进行了研究分析与计算,并进行了仿真实验。通过仿真实验可以发现,本文提出的耗散功率计算方法是科学可行的,虽然仿真结果略大于计算得到的功率值,但也是因为计算过程中忽略了微小断态漏电流损耗和驱动损耗。在计算得到的消耗功率基础上,根据散热器的计算选择方法,计算散热器的参数,并在后面章节进行仿真验证。FloTHERM是一款专门用于电子器件散热领域的仿真分析软件和优化设计软件,根据FloTHERM获得的仿真结果可以轻松的帮助热设计工作人员识别产品存在的热风险,提高产品的可靠性。在FloTHERM仿真平台上建立了三个模型,通过仿真发现散热器可以有助于电子器件热量的发散,加入强迫对流换热更能加速热量的发散。研究和探讨了改善电子器件热设计的思路,并讨论了红外成像法对于研究热分布预测的高效性能。
【关键词】：电子器件 热设计 耗散功率 热模型 仿真
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN386;TM46
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 课题研究内容与方法11-12
• 第二章 热设计与热仿真基础理论分析12-25
• 2.1 热设计基础理论分析12-17
• 2.1.1 功率器件的传热方式12-14
• 2.1.2 电力电子器件热设计的要求与准则14-15
• 2.1.3 热控制方法15-17
• 2.2 热仿真理论基础分析17-21
• 2.2.1 能量守恒定律17-18
• 2.2.2 热仿真算法18-21
• 2.3 Flo THERM仿真软件简介21-24
• 2.3.1 Flo THERM工程应用背景21-22
• 2.3.2 Flo THERM软件模块22-23
• 2.3.3 Flo THERM功能特点23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 功率器件耗散功率组成与仿真验证25-31
• 3.1 耗散功率的组成25-26
• 3.2 仿真与分析26-28
• 3.3 散热器选择与计算28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 模型建立及Flo THERM仿真与分析31-49
• 4.1 Flo THERM软件背景原理31-32
• 4.2 模型建立与仿真分析32-48
• 4.2.1 模型一仿真分析32-39
• 4.2.2 点接触法测温实验39-42
• 4.2.3 模型二仿真分析42-45
• 4.2.4 模型三仿真分析45-48
• 4.3 章节小结48-49
• 第五章 改善电子设备热设计方法探讨49-53
• 5.1 改善热设计主要思路49
• 5.2 优化封装49-50
• 5.3 红外成像测温50-51
• 5.4 本章小结51-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 论文总结53-54
• 6.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 附录1 攻读硕士期间发表的论文59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 曲行柱;;Flotherm软件在电子元器件系统热设计中的应用[J];电子元件与材料;2014年10期

2 丘东元;何文志;张波;肖文勋;;基于Flotherm软件的电力电子装置热分析[J];电气电子教学学报;2011年02期

3 张忠海;电子设备中高功率器件的强迫风冷散热设计[J];电子机械工程;2005年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 周雪;散热风扇噪声分析及控制方法研究[D];电子科技大学;2013年

2 胡艳;CPU散热片的设计及模拟[D];沈阳理工大学;2010年

3 谢文华;基于FLOTHERM软件的双极功率晶体管热分布研究[D];电子科技大学;2010年

4 李岩;基于有限元法的开关电源热设计技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

5 张锋;基于ANSYS的DC/DC电源模块热分析和热设计研究[D];重庆大学;2008年

6 曾理;大功率多芯片组件热分析与热阻技术研究[D];电子科技大学;2007年

，

本文编号：747032