优化热分布
下文着眼于三相
400a、600v 逆变器模块中 igbt 和续流二极管的定位。在
有基板模块情况下,每个半导体开关用了两个
200a 的 igbt 和两个 200a 的续
流二极管,如图
2 所示。因此,一个完整相包括四个 igbt 和四个续流二极管。用
于无基板模块的优化排列是每个开关有四个
100a 的 igbt 和两个 200a 的续流
二极管(每相有八个
igbt 和四个续流二极管)。这意味着,无基板三相模块的
基区面积比有基板模块的约大
10%左右。相比之下,带有 8 个 100aigbt 和 2
个续流二极管的无基板
skim 模块的布局为优化热分布和散热采用了面积较大
的
dbc 陶瓷基板。逆变器运行时,产生导通和开关损耗,这意味着功率半导体
成为一个本地热源。在三维有限元计算的帮助下,可以计算出任何给定运行状态
下逆变器模块和散热器中的热传播,如图
3 所示。例如,当混合动力或电动车辆
加速时,大部分功率损失是产生在
igbt 上的,而续流二极管承受较低的负载。