[发明专利]一种IGBT热仿真模拟装置和半实物IGBT热仿真系统

说明书

本发明实施例涉及一种IGBT热仿真模拟装置和半实物IGBT热仿真系统。所述IGBT热仿真模拟装置包括：金属块本体，所述金属块本体上开设有第一通孔；电热管，设置在金属块本体的一侧，由外部电源供电，根据外部电源电压以相应的发热功率产生热能；隔热板，设置在所述电热管和金属块本体之上，阻隔所述热能从所述隔热板一侧散失，所述隔热板上开设有第二通孔；测温传感器，所述测温传感器穿设所述第二通孔和第一通孔，且所述测温传感器的探头由所述第一通孔探出至所述金属块本体的另一侧，用以测量设置在所述金属块本体另一侧且与所述金属块本体通过导热硅脂贴合的散热器基板的温度。

技术领域

本发明涉及电子电力器件技术领域，尤其涉及一种IGBT热仿真模拟装置和半实物IGBT热仿真系统。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(IGBT),是现代电气系统中最重要的电力电子器件，起到重要的电力电子开关作用，能够实现电力的各种转换。在实际的工作过程中，IGBT会有开关和导通的能量损耗，产生大量的热，若热量累积到一定程度且无法及时散出去，则可能会烧坏IGBT。因此，热设计是IGBT等电力电子器件设计的重点，直接关系到电气系统的成败。

当前针对IGBT散热系统的设计大多采用软件仿真和实物样机试验验证的方式。IGBT厂家均有比较完善的仿真系统能够根据电路拓扑结构和电路基本参数在线计算出IGBT的发热功率，例如英飞凌的IPOSIM在线仿真系统和三菱的Melcosim离线仿真软件。在获得IGBT发热功率的基础上，在样机试制前一般会提前做IGBT变流器散热系统计算机热仿真，如常用的FLOTHERM、ansys热仿真模块等热仿真软件，但软件仿真往往和实际差别很大，最主要的原因是散热器热模型参数和散热条件无法做到准确建模，尤其像热管散热器、强迫风冷散热系统等特殊系统。而实物样机试验验证最能准确反映散热系统的性能。但实物样机温度采集系统需要在散热器表面开槽(一般为1mm宽和深)预埋测温传感器或PT100，破坏散热器结构使得新散热器不能再使用，而且采集的温度为槽温，和散热表面实际温度相比已经不准确，更严重的是，执行实物样机温度采集这一验证方式的阶段已经属于产品设计的最后阶段，一旦散热系统验证失败，意味着整个电气系统需要重新设计，浪费大量的资源，同时面临很大的时间压力。

以上两种热设计的方式多有不足，不能快速响应用户需求，且新产品设计验证周期长、成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种IGBT热仿真模拟装置和半实物IGBT热仿真系统，能够通过IGBT热仿真模拟装置准确的模拟IGBT实际发热情况，很好的贴近实际工况，发热功率宽，温度测量简单准确，在不破坏散热器的条件下准确采集散热器表面温度，从而有效验证新设计装置中的IGBT的散热性能，为实物样机详细设计提供准确的技术参考。

第一方面，本发明实施例提供了一种IGBT热仿真模拟装置包括：

金属块本体，所述金属块本体上开设有第一通孔；

电热管，设置在金属块本体的一侧，由外部电源供电，根据外部电源电压以相应的发热功率产生热能；

隔热板，设置在所述电热管和金属块本体之上，阻隔所述热能从所述隔热板一侧散失，所述隔热板上开设有第二通孔；

测温传感器，所述测温传感器穿设所述第二通孔和第一通孔，且所述测温传感器的探头由所述第一通孔探出至所述金属块本体的另一侧，用以测量设置在所述金属块本体另一侧且与所述金属块本体通过导热硅脂贴合的散热器基板的温度。

优选的，所述第一通孔为T型孔，所述T型孔内设置有绝热管；

所述测温传感器为带弹簧的铠装热电偶，所述测温传感器的探头与所述金属块本体之间通过所述绝热管隔绝；

所述测温传感器的探头探出所述金属块本体的另一侧1mm-10mm，在探测所述散热器基板温度时受力时缩回并压紧弹簧，使所述探头仅由所述散热器基板的接触面处受热。