基于H桥逆变平台的IGBT电热耦合应力仿真开题报告
2020-04-12 16:46:24
1. 研究目的与意义(文献综述)
1. 研究目的及意义
1.1 研究目的
逆变器作为光伏阵列和电网接口的主要设备,它的性能决定着整个光伏发电系统的性能。为了将光伏阵列产生的电能最大限度地馈入电网,并提高其运行的稳定度、可靠性和精确度,必须对并网逆变器的主电路拓扑选择及其他功能模块进行研究。
随着电力电子功率器件向高功率密度方向的发展,元件单位体积内的热量也相应增加。在大功率高频通信电源等设备中功率开关器件的电能损耗尤其突出 , 这部分消耗功率会转变为热量使功率器件管芯发热、结温升高 , 如果不能及时、有效地将此热量释放 , 就会影响到器件的工作性能 , 从而降低系统工作的可靠性 , 甚至损坏器件。因此热设计已成为电力电子产品设计的关键一环。热设计的效果也直接关系到电力电子设备能否长期正常、稳定地工作。
在尽量通过优化设计等方式来减少功率开关发热量的同时,一般还需要通过散热器利用传导、对流、辐射的传热原理 , 将器件产生的热量快速释放到周围环境中去 , 以减少内部热累积 , 使元件工作温度降低。进行功率器件的选型及功率模块散热计算的目的 , 就是在确定的散热条件下选择合适的散热器 , 以保证器件或模块安全、可靠地工作。
电力电子产品的电应力分析和热应力分析是可靠性分析的重要内容, 也是降额设计的基础。
2. 研究的基本内容与方案
2.研究目标
2.1 器件选型及分析
igbt是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“cpu”,是由bjt(双极型 三极管)和mos( 绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点。igbt模块是由igbt(绝缘栅双极型晶体管芯片)与fwd(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;
igbt是用晶体管和mosfet组成的达林顿结构的复合器件。冈为图中的晶体管为pnp型晶体管,mosfet为n沟道场效应晶体管,所以这种结构的igbt称为n沟道iigbt,其符号为n-igbt。
3. 研究计划与安排
3. 毕业设计进度安排
1-2周,查阅资料,外文翻译,完成开题答辩;
3-5周,掌握元器件电热耦合模型的建立、功率器件的选型算方法;
6-10周,掌握相关仿真软件使用方法,并完成的仿真验证;
4. 参考文献(12篇以上)
4.参考文献
[1] 陈坚. 电力电子学—电力电子变换和控制技术. 北京:高等教育出版社,2002
[2] 找鲁. 基于simplorer场路耦合多物理域联合仿真. 北京:中国水利水电出版社,2014
[3] 孙倩,王红玲,王波,等 基于 smoke 仿真分析在器件降额设计中的应用 [j] .电子设计工程,2013,21 (22): 102-104.