压接型IGBT器件温度与压力的一维场计算方法

在电力电子器件可靠性评估的应用背景下,该文针对压接型绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件工作条件下的温度与压力的获取提出一种温度与压力场单向耦合的一维场计算方法。通过3个假设条件将IGBT模块支路简化为一维模型,基于传热方程与频域分析法以及力学方程,讨论提出方法的理论基础。同时,考虑实际IGBT模块的散热条件、热流量扩散及压力边缘效应的影响,对一维场算法进行了修正。最后,以六芯片IGBT模块为例,将该方法与有限元分析法的计算结果进行对比。计算结果表明,文中提出的一维场算法计算精度较高。该方法与有限元计算相比,在保证精度的情况下,显著缩短了计算时间;与一维热网络方法相比,在进行多物理场双向耦合时无需进行反复迭代计算。