CN113420407B - 一种igct水冷散热器建模及其结温计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，其技术特点是：本发明通过建立IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型，并根据单个IGCT水冷散热器进行计算的结果对IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型进行计算，从而得到准确的IGCT功率器件结温。本发明在对单个IGCT水冷散热器进行计算时，通过分析进出水温差异及水路差异的影响，在考虑了水冷散热器正反两面热耦合效应，简化抽象出热耦合模型，提高了水冷散热器模型精度；在对n级串联散热耦合因素影响建立了IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型，并得到通用的计算方法，本发明能够准确的计算功率器件结温，可用于对功率器件温升精确估计，易于软件编程实现。

Description

一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法
技术领域
本发明属于水冷电力电子设备领域，尤其是一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法。
背景技术
中压变流器内的核心元件为IGCT晶体管和快恢复二极管组成的功率模块。同样它们也是系统内的主要热损耗源，如热量累计发热超过允许的最高结温，将会严重影响功率模块的使用性能和系统可靠性。因此对IGCT器件的结温计算和保护控制研究至关重要，此外如何有效确定水冷散热装置热阻也是IGCT结温计算中的一个关键问题。
解决上述问题的常用方法为热源测温或仿真建模，例如文献(马元社，特高压换流阀用水冷散热器热阻测试方法研究)和文献(许佩佩，基于Icepak的水冷板水冷散热器性能研究)分别提出基于直接测试和icepak建模来测定水冷散热器热阻测定方法。这些方法都没有考虑水冷散热器多级串联压接条件下，由发热功率实时变化的热耦合效应带来的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，解决现有的IGCT模块结温计算方法中未考虑水冷系统中多级功率-发热耦合对温度分布影响而使得结温的预测脱离实际应用并且预测结果不准确的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，包括以下步骤：
步骤1、建立散热器温升热阻模型，并利用该温升热阻模型计算单个IGCT水冷散热器的散热器热阻参数；
步骤2、建立IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型；
步骤3、根据步骤1的计算结果并使用IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型进行计算，得到IGCT功率器件的结温。
而且，所述步骤1建立散热器温升热阻模型的方法为：将水冷散热器的出水口划为A面，将水冷散热器的进水口划为B面，若A面单独散热，则
TA＝PA*RA
若B面单独散热，则
TB＝PB*RB
若AB两面同时散热，则
TA＝PA*RA+PB*RLA
TB＝PB*RB+PA*RLB
其中，TA为水冷散热器A面升高的温度，TB为水冷散热器B面升高的温度，PA为热源IGCT A面发热功率，PB为热源IGCT B面发热功率，RA为水冷散热器A面热阻，RB为水冷散热器B面热阻，RLA为水冷散热器A面耦合热阻，RLB为水冷散热器B面耦合热阻。
而且，所述步骤2中建立的IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型由多个相同结构的水冷散热器模型串联压接构成；所述水冷散热器模型包括：IGCT功率器件发热源P，IGCT功率器件流向A面的散热功率PA，IGCT功率器件流向B面的散热功率PB，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA，IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB，水冷散热器A面热阻RA，水冷散热器B面热阻RB，水冷散热器A面耦合热阻RLA，水冷散热器B面耦合热阻RLB，测量水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置；IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置后接地，IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB、水冷散热器B面热阻RB和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置后接地，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA、IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB和水冷散热器B面热阻RB的两端分别并联一个电容；水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置与接地间设置A面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置的另一输出端为A面电流输出节点，水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置与接地间设置B面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置的另一输出端为B面电流输出节点，A面电流输出节点通过水冷散热器A面耦合热阻RLA连接上一级水冷散热器的B面电流输入节点，上一级水冷散热器的B面电流输出节点通过上一级水冷散热器B面耦合热阻连接A面电流输入节点，水冷散热器的B面电流输出节点通过水冷散热器B面耦合热阻RLB连接下一级水冷散热器A面电流输入节点，下一级水冷散热器的A面电流输出节点通过上一级水冷散热器A面耦合热阻连接水冷散热器的B面电流输入节点。
而且，所述步骤3的具体计算方法为：
P1＝PA 1+PB 1
PA 1·(RjhA+RA 1)+ΔTA 1＝PB 1·(RjhB+RB 1)+ΔTB 1
ΔTA 1＝0·RLA 1
ΔTB 1＝PA n-1·RLB 1
Pn-1＝PA n-1+PB n-1
PA n-1·(RjhA+RA n-1)+ΔTA n-1＝PB n-1·(RjhB+RB n-1)+ΔTB n-1
ΔTA n-1＝PB 1·RLA n-1
ΔTB n-1＝PA n·RLB n-1
Pn＝PA n+PB n
PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n＝PB n·(RjhB+RB n)+ΔTB n
ΔTA n＝PB n-1·RLA n
ΔTB n＝0·RLB n
Tj n＝PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n
通过上式计算出第1～n个IGCT功率器件至水冷散热器的温升，再加上进水水温度便得到IGCT结温，其中，P1～Pn为第1～n个IGCT功率器件散热功率，PA 1～PA n为第1～n个IGCT功率器件流向A面的散热功率，PB 1～PB n为第1～n个IGCT功率器件流向B面的散热功率，RjhA为IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻，RjhB为IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻，ΔTA 1～ΔTA n为第1～n个水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升，ΔTB 1～ΔTB n为第1～n个水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升，RA 1～RA n为第1～n个水冷散热器A面热阻，RB 1～RB n为第1～n个水冷散热器B面热阻，RLA 1～RLA n为第1～n个水冷散热器A面耦合热阻，RLB 1～RLB n为第1～n个水冷散热器B面耦合热阻。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过建立IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型，并根据对单个IGCT水冷散热器进行计算的结果对IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型进行计算，从而得到准确的IGCT功率器件结温，能够有效解决现有的IGCT模块结温计算方法中未考虑水冷系统中多级功率-发热耦合对温度分布影响而使得结温的预测脱离实际应用、预测结果不准确的问题。
2、本发明在对单个IGCT水冷散热器进行计算时，通过分析进出水温差异及水路差异的影响，进而考虑水冷散热器正反两面热耦合效应，分别测定测定水冷散热器双面同时散热时正反两面发热功率及正反面两面温升、仅单面散热时正面发热功率及正面温升、反面发热功率及反面温升，计算出正反两面直接热阻和正反两面耦合热阻，计算结果更加准确。
3、本发明针对n级串联散热耦合因素影响建立了IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型，并得到通用的计算方法，本发明能够准确地计算功率器件结温，可用于对功率器件温升精确估计，易于软件编程实现。
附图说明
图1为本发明建立的IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型；
图2为本发明进行测试时水冷系统4级串联压接散热模型；
图3为本发明水冷系统4级串联压接散热器整体热仿真图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，包括以下步骤：
步骤1、建立散热器温升热阻模型，并利用该温升热阻模型计算单个IGCT水冷散热器的散热器热阻参数。
IGCT水冷散热器为双面散热设计，其内部正反两面由不锈钢和铸铝合金的圆平面构成，冷却水先进入一面不锈钢水管，后从中心处流至另一面不锈钢水管，因此内部水路串联式散热器上下两面的散热性能不同。比如在实际应用中，散热器对功率器件管芯的热阻分别由水路、不锈钢管、散热器表面盖板、电气连接薄铜排和功率器件自身热阻等几部分构成。
散热器如按出水口和进水口约定正反两面可划分A面和B面。A面对应出水口，其水温较高因此对应热阻较高，B面对应进水口，其水温较低因此对应热阻较低。所以该散热器A、B两面散热因素存在相互耦合，散热器热阻参数无法直接计算，因此提出对散热器采用“温升-热阻”耦合模型，若A面单独散热，则
TA＝PA*RA
若B面单独散热，则
TB＝PB*RB
若AB两面同时散热，则
TA＝PA*RA+PB*RLA
TB＝PB*RB+PA*RLB
其中，TA为水冷散热器A面升高的温度，TB为水冷散热器B面升高的温度，PA为热源IGCT A面发热功率，PB为热源IGCT B面发热功率，RA为水冷散热器A面热阻，RB为水冷散热器B面热阻，RLA为水冷散热器A面耦合热阻，RLB为水冷散热器B面耦合热阻。
根据步骤1的“温升-热阻”耦合模型算出根据3组测定数据来整定出散热器热阻参数，
⑴、散热器两面各2kw热源(进水温度40℃)
测出散热器A面温度83摄氏度，B面温度74.4摄氏度
⑵、仅A面施加2kw热源(进水温度40℃)
测出散热器A面温度71.8摄氏度，B面温度44摄氏度
⑶、仅B面施加2kw热源(进水温度40℃)
测出散热器A面温度51.1摄氏度，B面温度70.4摄氏度
将测定数据代入步骤1的热阻模型
TA(31.8℃)＝PA(2kw)*RA
TB(30.4℃)＝PB(2kw)*RB
解得RA＝15.9K/KW,RB＝15.2K/KW,进一步代入步骤1的公式，
TA＝PA*RA+PB*RLA
TB＝PB*RB+PA*RLB
求解得RLA＝5.6K/KW，RLB＝2K/KW
步骤2、建立IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型。
如图1所示，本步骤中建立的IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型由多个相同结构的水冷散热器模型串联压接构成；所述水冷散热器模型包括：IGCT功率器件发热源P，IGCT功率器件流向A面的散热功率PA，IGCT功率器件流向B面的散热功率PB，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA，IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB，水冷散热器A面热阻RA，水冷散热器B面热阻RB，水冷散热器A面耦合热阻RLA，水冷散热器B面耦合热阻RLB，测量水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置；IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置后接地，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA、IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB和水冷散热器B面热阻RB的两端分别并联一个电容；IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB、水冷散热器B面热阻RB和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置后接地，水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置与接地间设置A面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置的另一输出端为A面电流输出节点，水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置与接地间设置B面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置的另一输出端为B面电流输出节点，A面电流输出节点通过水冷散热器A面耦合热阻RLA连接上一级水冷散热器的B面电流输入节点，上一级水冷散热器的B面电流输出节点通过上一级水冷散热器B面耦合热阻连接A面电流输入节点，水冷散热器的B面电流输出节点通过水冷散热器B面耦合热阻RLB连接下一级水冷散热器A面电流输入节点，下一级水冷散热器的A面电流输出节点通过上一级水冷散热器A面耦合热阻连接水冷散热器的B面电流输入节点。
步骤3、根据步骤1的计算结果并使用IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型进行计算，得到IGCT功率器件的结温。
本步骤的具体计算方法为：
P1＝PA 1+PB 1
PA 1·(RjhA+RA 1)+ΔTA 1＝PB 1·(RjhB+RB 1)+ΔTB 1
ΔTA 1＝0·RLA 1
ΔTB 1＝PA n-1·RLB 1
Pn-1＝PA n-1+PB n-1
PA n-1·(RjhA+RA n-1)+ΔTA n-1＝PB n-1·(RjhB+RB n-1)+ΔTB n-1
ΔTA n-1＝PB 1·RLA n-1
ΔTB n-1＝PA n·RLB n-1
Pn＝PA n+PB n
PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n＝PB n·(RjhB+RB n)+ΔTB n
ΔTA n＝PB n-1·RLA n
ΔTB n＝0·RLB n
Tj n＝PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n
通过上式计算出第1～n个IGCT功率器件至水冷散热器的温升，再加上进水水温度便得到IGCT结温，其中，P1～Pn为第1～n个IGCT功率器件散热功率，PA 1～PA n为第1～n个IGCT功率器件流向A面的散热功率，PB 1～PB n为第1～n个IGCT功率器件流向B面的散热功率，RjhA为IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻，RjhB为IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻，ΔTA 1～ΔTA n为第1～n个水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升，ΔTB 1～ΔTB n为第1～n个水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升，RA 1～RA n为第1～n个水冷散热器A面热阻，RB 1～RB n为第1～n个水冷散热器B面热阻，RLA 1～RLA n为第1～n个水冷散热器A面耦合热阻，RLB 1～RLB n为第1～n个水冷散热器B面耦合热阻。
根据上述一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，以4级水冷系统串联压接散热为例进行计算。
如图2所示为根据本发明建立的水冷系统4级串联压接散热模型，为验证水冷散热器特征值提取模型方法的有效性，用4个IGCT热源+5个水冷散热器串联压接。一方面采用“专业热仿真软件”对系统组件进行了整体仿真得到热源温度，另一方面采取“数值计算软件”用提取出的特征参数进行温度估计，两者结果对比。
首先对系统组件进行了整体热仿真，如图3所示，得到各个发热源的温度。
其次采用模型计算方法，用提出的热阻特征值，代入数值计算软件算出各个发热源的温度。
两种方法得到的结果如表一所示。
表一
数值计算(℃) 专业热仿真(℃) 误差(℃)
散热器1下表面 76.17 76.31 -0.14
热源1 80.93 79.12 1.81
散热器2上表面 76.41 76.47 -0.06
散热器2下表面 68.94 68.25 0.69
热源2 70.99 68.92 2.07
散热器3上表面 67.72 67.09 0.63
散热器3下表面 71.83 70.62 1.21
热源3 74.68 72.33 2.35
散热器4上表面 72.21 71.29 0.92
散热器4下表面 76.64 76.84 -0.2
热源4 81.14 79.37 1.77
散热器5上表面 76.35 76.57 -0.22
本发明计算结果与专业热仿真软件对比验证结果：
散热器1～5上、下面温度数值计算与仿真误差0.2℃，说明散热器表面温度用上述模型计算精度很高，与整体热仿真结果几乎完全一致。
热源1～热源4用数值计算方法，比专业热仿真软件整体仿真高了1.7～2.3℃也符合预期，是因为计算模型里面叠加的是散热器中心点温度，略高于热仿真中散热器实际接触面的平均温度。
上述对比结果表明本专利提出的水冷散热器建模方法正确且精度较高。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种IGCT水冷散热器建模及其结温计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、建立散热器温升热阻模型，并利用该温升热阻模型计算单个IGCT水冷散热器的散热器热阻参数；
本步骤的具体实现方法为：将水冷散热器的出水口划为A面，将水冷散热器的进水口划为B面，若A面单独散热，则
TA＝PA*RA
若B面单独散热，则
TB＝PB*RB
若AB两面同时散热，则
TA＝PA*RA+PB*RLA
TB＝PB*RB+PA*RLB
其中，TA为水冷散热器A面升高的温度，TB为水冷散热器B面升高的温度，PA为热源IGCTA面发热功率，PB为热源IGCT B面发热功率，RA为水冷散热器A面热阻，RB为水冷散热器B面热阻，RLA为水冷散热器A面耦合热阻，RLB为水冷散热器B面耦合热阻；
步骤2、建立IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型；
本步骤中建立的IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型由多个相同结构的水冷散热器模型串联压接构成；水冷散热器模型包括：IGCT功率器件发热源P，IGCT功率器件流向A面的散热功率PA，IGCT功率器件流向B面的散热功率PB，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA，IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB，水冷散热器A面热阻RA，水冷散热器B面热阻RB，水冷散热器A面耦合热阻RLA，水冷散热器B面耦合热阻RLB，测量水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置；IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置后接地，IGCT功率器件发热源P串联IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB、水冷散热器B面热阻RB和测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置后接地，IGCT结温到水冷散热器A面的等效热阻RjhA、水冷散热器A面热阻RA、IGCT结温到水冷散热器B面的等效热阻RjhB和水冷散热器B面热阻RB的两端分别并联一个电容；水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置与接地间设置A面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTA装置的另一输出端为A面电流输出节点，水冷散热器模型测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置与接地间设置B面电流输入节点，测量水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升ΔTB装置的另一输出端为B面电流输出节点，A面电流输出节点通过水冷散热器A面耦合热阻RLA连接上一级水冷散热器的B面电流输入节点，上一级水冷散热器的B面电流输出节点通过上一级水冷散热器B面耦合热阻连接A面电流输入节点，水冷散热器的B面电流输出节点通过水冷散热器B面耦合热阻RLB连接下一级水冷散热器A面电流输入节点，下一级水冷散热器的A面电流输出节点通过上一级水冷散热器A面耦合热阻连接水冷散热器的B面电流输入节点；
步骤3、根据步骤1的计算结果并使用IGCT水冷系统n级串联压接水冷散热器模型进行计算，得到IGCT功率器件的结温；
本步骤的具体计算方法为：
P1＝PA 1+PB 1
PA 1·(RjhA+RA 1)+ΔTA 1＝PB 1·(RjhB+RB 1)+ΔTB 1
ΔTA 1＝0·RLA 1
ΔTB 1＝PA n-1·RLB 1
Pn-1＝PA n-1+PB n-1
PA n-1·(RjhA+RA n-1)+ΔTA n-1＝PB n-1·(RjhB+RB n-1)+ΔTB n-1
ΔTA n-1＝PB 1·RLA n-1
ΔTB n-1＝PA n·RLB n-1
Pn＝PA n+PB n
PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n＝PB n·(RjhB+RB n)+ΔTB n
ΔTA n＝PB n-1·RLA n
ΔTB n＝0·RLB n
Tj n＝PA n·(RjhA+RA n)+ΔTA n
通过上式计算出第1～n个IGCT功率器件至水冷散热器的温升，再加上进水水温度便得到IGCT结温，其中，P1～Pn为第1～n个IGCT功率器件散热功率，PA 1～PA n为第1～n个IGCT功率器件流向A面的散热功率，PB 1～PB n为第1～n个IGCT功率器件流向B面的散热功率，ΔTA 1～ΔTA n为第1～n个水冷散热器A面受其B面热耦合效应等效出的附加温升，ΔTB 1～ΔTB n为第1～n个水冷散热器B面受其A面热耦合效应等效出的附加温升，RA 1～RA n为第1～n个水冷散热器A面热阻，RB 1～RB n为第1～n个水冷散热器B面热阻，RLA 1～RLA n为第1～n个水冷散热器A面耦合热阻，RLB 1～RLB n为第1～n个水冷散热器B面耦合热阻。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115308515B (zh) * 2022-08-26 2024-02-20 天津电气科学研究院有限公司 一种igct三电平功率单元试验系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862269A (zh) * 2006-02-23 2006-11-15 国电南京自动化股份有限公司 高压igct逆变电路的压接均匀度检验措施及其独立测试方法
CN105911447A (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 全球能源互联网研究院 一种功率半导体器件内部接触热阻测量方法及测量夹具
CN106407608A (zh) * 2016-10-27 2017-02-15 华北电力大学 一种考虑热耦合的压接igbt模块稳态结温预测模型
CN106484928A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 北京卫星环境工程研究所 基于多软件联合的开关电源电热耦合仿真方法
CN110108999A (zh) * 2019-05-07 2019-08-09 阳光电源股份有限公司 一种igbt模块工作结温在线检测系统及方法
CN211555858U (zh) * 2020-04-21 2020-09-22 山东泰开高压开关有限公司 一种共发射极双iegt并联压接结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862269A (zh) * 2006-02-23 2006-11-15 国电南京自动化股份有限公司 高压igct逆变电路的压接均匀度检验措施及其独立测试方法
CN106484928A (zh) * 2015-08-26 2017-03-08 北京卫星环境工程研究所 基于多软件联合的开关电源电热耦合仿真方法
CN105911447A (zh) * 2016-04-22 2016-08-31 全球能源互联网研究院 一种功率半导体器件内部接触热阻测量方法及测量夹具
CN106407608A (zh) * 2016-10-27 2017-02-15 华北电力大学 一种考虑热耦合的压接igbt模块稳态结温预测模型
CN110108999A (zh) * 2019-05-07 2019-08-09 阳光电源股份有限公司 一种igbt模块工作结温在线检测系统及方法
CN211555858U (zh) * 2020-04-21 2020-09-22 山东泰开高压开关有限公司 一种共发射极双iegt并联压接结构

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《An Investigation into the Limitations of Low Temperature District Heating on Traditional Tenement Buildings in Scotland》;Michael-Allan Millar 等;《energies》;20191231;全文 *
《一种水冷散热的设计方法及其仿真》;范杭茹;《长春工程学院学报》;20201231;全文 *
《串联通道水冷散热器的建模与优化》;李学康;《万方数据》;20160603;全文 *

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