一种用于功率模块热分布特性研究的精确模型

应用有限元法 ,对一个 IGBT功率模块的三维热分布进行了仿真研究 ,提出了通过 ANSYS仿真建立热模型的基本方法 ,进而探讨了功率模块上各芯片之间的热耦合关系 ,提出了考虑热耦合效应在内的功率模块热模型的统一结构 ,基于对瞬态热阻抗曲线的拟合 ,获得了热模型的相关参数 ,从而建立了热耦合模型 .该模型可方便地应用于电路仿真软件如 PSPICE中 ,仿真结果与有限元计算结果一致 ,并与实际测量值相符 .     

一种用于功率模块热分布特性研究的精确模型

应用有限元法,对一个IGBT功率模块的三维热分布进行了仿真研究,提出了通过ANSYS仿真建立热模型的基本方法,进而探讨了功率模块上各芯片之间的热耦合关系,提出了考虑热耦合效应在内的功率模块热模型的统一结构,基于对瞬态热阻抗曲线的拟合,获得了热模型的相关参数,从而建立了热耦合模型.该模型可方便地应用于电路仿真软件如PSPICE中,仿真结果与有限元计算结果一致,并与实际测量值相符.     

晶闸管的瞬态热阻抗及其结温温升的研究

系统地阐述了晶闸管的瞬态热阻抗,针对晶闸管承受不同的功率冲,利用不同的计算方法计算瞬态热阻抗值,从而确定结温温升,并比较了它们的原理、精度及其应用范围。特别是利用了一种新的瞬态热阻抗计算模型,当晶闸管承受持续时间极短且周期、占比均变化的任意波形功率脉冲时,它能够比较精确地分析晶闸管的热特性,计算半导体结的最大温升。     

晶闸管的瞬态热阻抗及其结温温升的研究

系统地阐述了晶闸管的瞬态热阻抗 ,针对晶闸管承受不同的功率脉冲 ,利用不同的计算方法计算瞬态热阻抗值 ,从而确定结温温升 ,并比较了它们的原理、精度及其应用范围。特别是利用了一种新的瞬态热阻抗计算模型 ,当晶闸管承受持续时间极短且周期、占空比均变化的任意波形功率脉冲时 ,它能够比较精确地分析晶闸管的热特性 ,计算半导体结的最大温升     

考虑热耦合的全桥功率模块功率循环方法

实际应用中,功率模块桥臂之间的热耦合非常普遍,提出了考虑热耦合的全桥功率模块功率循环方法,但电流路径很难与实际工况下的电流路径保持一致。通过时序电参数法,分析了有、无热耦合条件下功率循环试验中功率模块结温的分布特点。分析了电流路径对考虑热耦合的功率循环试验的影响,并进行了有、无热耦合条件下的功率循环试验。结果显示,考虑热耦合的功率循环试验应考虑电流路径差异造成的影响,热耦合对功率循环寿命有影响。通过有限元仿真,探究了热耦合和电流路径影响功率模块结温分布的机理,确定了考虑热耦合的功率循环方法。     

基于IGBT模块饱和压降温度特性的结温探测研究

实验室条件下,IGBT模块的结温探测是瞬态热阻抗测试的关键。首先分别在热稳态和热瞬态下证明了饱和压降温度特性只与芯片有关,然后建立了IGBT模块结温探测模型,利用饱和压降值和集电极电流值来计算结温值,并将用模型计算出的结温与光纤实测的结温相比较,吻合性良好,证明了模型计算法能够准确探测结温。该方法可以用于恒流加热过程中瞬态热阻抗的测量,比起热敏参数法中冷却过程测量瞬态热阻抗相比,更具有实际意义。     

连续波500 W全固态Nd:YAG激光器研究

研制了全国产化全固态半导体激光器(LD)抽运模块，Nd：YAG激光输出功率达500W。介绍了优化抽运模块结构参数的程度。从增益分布特性等方面，介绍了研究其输入-输出功率特性的实验装置，随着抽运功率的增加，Nd：YAG激光输出以斜率效率47％线性增加，最大输出功率达到575W，光-光转换效率达26．1％。采用He-Ne激光探测法实验测量了该抽运模块中的热透镜效应。通过测量热焦距，分析了其热透镜效应：热透镜焦距与抽运功率成反比，抽运功率很小时，热焦距大，热透镜效应很小，被Nd；YAG棒的修凹面补偿，所以此时热焦距较大，热效应不显著。随着抽运功率的增大，热焦距减小，热透镜效应越来越显著。     

高功率808 nm AlGaAs/GaAs基半导体激光器巴条的热耦合特征

利用红外热成像技术和有限元方法在实验和理论上研究了高功率808 nm半导体激光器巴条热耦合特征,给出了稳态和瞬态热分析,呈现了详细的激光器巴条热耦合轮廓.发现器件稳态温升随工作电流呈对数增加,热耦合也随之增加且主要发生在芯片级.另外,作者利用热阻并联模型解释了芯片级热时间常数随工作电流减小的现象.     

LD端面泵浦固体激光器模匹配的研究

本文给出了考虑热透镜效应后大功率光纤耦合输出端面泵浦的固体激光器的最佳模匹配模型。通过计算腔内任一振荡光线与中心轴振荡光线的光程差分布，得到了热透镜效应引起的衍射损耗，由此得到泵浦功率一不定期的情况下，泵浦光斑与腔内振荡光束的最佳模匹配系数。实验中采用泵浦功率为20W的半导体激光器泵浦Nd:YAG激光器，光纤芯径400微米，得到最佳配合系数为0.85。实验结果与数值计算结果相符合。     

基于ANSYS的IGBT热模拟与分析

根据IGBT的基本结构和工作原理,建立了一种新的IGBT三维热模型.运用基于有限元法的分析软件ANSYS,对功率分别为0.5W,1.0W,1.5W,2.0W条件下的器件热分布进行模拟分析.结果表明,热耦合加剧了器件的自升温,且功率越大,影响越明显.另外,考虑了热导率随温度变化情况下的器件热模拟结果显示:在相同的功率(1W)条件下,器件最高温升高4.8K.由模拟结果得到的热阻与红外实测结果基本一致.     

西安地区民用建筑室内热环境现状分析

为研究西安地区人体热感觉和适应性热舒适现状,通过环境参数测量和问卷调查结合的方式来分析和探讨室内外气候条件、服装热阻、热感觉等特点。主要研究民用建筑内人体热感觉和热中性温度随季节变化的关系。结果表明:在适应性热舒适研究中,人体中性温度与室外环境温度具有较强的相关性,得到西安地区热舒适模型。     

新型不带铜底板IGBT功率模块的散热设计

随着16BT芯片功率密度的提高,在中小功率IGBT功率模块中,不带铜底板的IGBT模块已经成为模块封装发展的一个趋势。但是每一种新型结构的功率模块封装都有它的优缺点,新型的不带铜底板的功率模块,它的优点是体积小,重量轻,成本低;缺点是它的散热性能受导热硅脂性能和厚度的影响非常大。本文通过大量仿真及实验数据．详细描述了导热硅脂对不带铜底板模块散热性能的影响,并结合实验数据,介绍了Vincotech公司推出的预涂高性能导热硅脂服务对模块散热的改善效果。     

电子工艺设备的热设计

介绍了电子工艺设备热设计的基本要求、目的、传热的基本原则以及热量传递的基本方式。     

Design of a micromachined thermal accelerometer: thermal simulation and experimental results

This paper describes numerical simulation of a micromachined thermal accelerometer and experimental measurements. The sensor principle consists of a heating resistor, which creates a symmetrical temperature profile, and two temperature detectors symmetrically placed on both sides of the heater. When an acceleration is applied, the free convection is modified, the temperature profile becomes asymmetric and the two detectors measure the differential temperature. This temperature profile and sensor sensitivity according to the distance heater-detector have been studied using numerical resolution of fluid dynamics equations with the commercial code CFD2000/STORM: it shows that the optimum distance between the temperature detectors and the heater is about 300 μm. A thermal accelerometer with 3 pairs of detectors placed at 100, 300 and 500 μm from the heater was manufactured using the techniques of micromachining silicon and experimental measurements have shown a good agreement with the numerical simulations: the experimental optimum distance between heater and detectors seems to be close to 400 μm and the differential temperature of detectors is about 3 °C/g for an operating heater power of 54 mW and an heater temperature rise ΔT of 238 °C. The electrical sensitivity is then 2.5 mV/g.     

半绝缘砷化镓中碳含量对热稳定性的影响

本文报导了LEC法半绝缘砷化镓单晶中含碳量对SI-GaAs热稳定性的影响。在800℃以上退火,发现当晶体中C含量大于1.5×10~(16)cm~(-3)时,SI-GaAs的热稳定性变差;而C含量小于5×10~(15)cm~(-3)时,通常表现出良好的热稳定性。     

热成像技术在冷壁加氢反应器热故障识别中的应用

本文通过红外热像的测试，结合设备结构特点，对冷壁加氢反应器的裂纹、减薄及剥落等故障的热特性进行了分析与识别，获得的热像特性可供同类设备参考。     

Coding of 12-bit video from thermal imaging systems

A number of advanced applications of digital video technology exist which require pixels to be represented with a resolution higher than the 8 bits that is used in most existing video coding standards. These applications include the video generated by many modern thermal imaging systems used in surveillance applications, which has a dynamic range of 12 bits. In this paper, we describe the modifications required to extend existing video coding standards to support surveillance applications, concentrating on applications with pixels whose dynamic range is up to 12 bits. We examine the tools necessary to implement directly a 12-bit coding algorithm, as well as a scalable coding approach using SNR scalability.     

巨型计算机热设计技术现状及趋势

介绍了巨型计算机热设计技术现状和发展趋势。强迫空气冷却是当前巨型机主流冷却技术，但随着器件表面功率密度和系统体积功率密度的不断提高，需要研究和应用更加高效的冷却手段。为应对未来十年巨型机热设计所面临的挑战，讨论了几种可行冷却技术及其今后的努力方向。     

一种机械被动式无热补偿方法

军用光学仪器大都工作在一定的环境温度范围内,温度变化将导致光学系统的像面离焦,成像质量明显下降,必须采取有效的温度补偿措施.介绍了多种无热补偿方式,如机电被动、光学被动和机械被动三种无热补偿方法,并且给出设计实例.提出一种新的补偿方法,利用热双金属进行机械被动补偿,使成像质量明显提高.计算和仿真结果表明,采取该方案补偿后的光学系统,在温度变化时像面与壳体依然保持相对稳定,即可以自动消除环境温度变化造成的像面离焦.这对红外光学系统的无热化设计具有重要的意义.     

Thermal-lens and photo-acoustic methods for the determination of SiC thermal properties

In this paper we report the use of photothermal techniques such as Thermal lens (TL) spectrometry, Photoacoustic and heat capacity, ρc_p, to determine the thermo-optical parameters, such as thermal conductivity (K), thermal diffusivity (D), specific heat (c_p) and the optical path dependence with temperature (ds/dT), of an undoped polycrystalline 3C-SiC. To our knowledge, this is the first time that Thermal lens technique is used for wide band-gap systems. Results obtained for the polycrystalline sample with TL technique indicates that ds/dT is negative at room temperature. Moreover, the obtained values of thermal diffusivity and thermal conductivity are in good agreement with that found in the literature, indicating that the phototermal techniques can be used to obtain the referred parameters in circumstances where other techniques cannot be used, for example, in harsh environments.