[发明专利]一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法

权利要求书

1.一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）利用计算机辅助设计软件建立电力半导体器件和散热器的几何模型，形成器件―散热器组件模型；

2）将所述步骤1）形成的组件模型放置于一长方体冷却风道内，组成电力半导体器件―散热器―风道的几何模型；

3）将所述步骤2）组成的几何模型输入到计算流体力学软件，利用计算流体力学软件对所述几何模型进行网格剖分，建立半导体器件—散热器—冷却风道的有限体积模型；

4）在计算流体力学软件中，建立电力半导体器件—散热器—冷却风道气体的物理模型；

5）设定边界和初始条件；

6）由计算流体力学软件自动计算气体流动和热传递过程，包括各处气体速度分布和温度分布；

7）达到热平衡状态时，读取给定风速下散热器的温度分布；

8）计算散热器在给定冷却风速下的热阻。

2.根据权利要求1所述的一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，所述步骤1）器件―散热器组件模型为：电力半导体器件与散热器采用一面或两面散热的方式，即建模时将电力半导体器件与一个或两个散热器连接。

3.根据权利要求1所述的一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，所述步骤2）中，冷却风道中冷却气体由下部进入，从顶部流出，即将长方体冷却风道下部定义为入口，上部定义为出口。

4.根据权利要求1所述的一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，所述步骤4）电力半导体器件—散热器—冷却风道气体的物理模型是指：

对电力半导体器件，将其等效为一个发热体，其单位时间耗散的热量即功率由该器件的运行参数计算得出；

对散热器，本身就是热导体，在其表面存在辐射散热和与冷却气体的对流散热；

对冷却风道内的冷却气体，将其等效为具有紊流的理想气体。

5.根据权利要求1所述的一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，所述步骤5）中，对电力半导体器件，初始条件为耗散功率和初始温度；

对散热器，初始条件为初始温度；

对冷却气体，初始条件为入口风速和风温；

在电力半导体器件和散热器的界面上，存在接触热阻。

6.根据权利要求1所述的一种获取电力半导体器件用强迫风冷散热器热阻的方法，其特征在于，所述步骤7），计算散热器热阻的过程中，取电力半导体器件与散热器连接处的散热器台面温度作为散热器台面规定点温度，取冷却风道入口处的风温作为冷却气体温度。