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电池的供热模块与散热片温度转换
时间2013-01-10 10:52 点击:
交界处的温度的计算是基于简化的热等效电路的图,其中的三维结构被映射到一维模型。这将不可避免地导致错误,因为一个壳体内,或在一个散热的不同组件之间的热连接是依赖于时间,以及上的电动操作的组件(例如二极管和IGBT之间的损失的分布)点。的矩阵组成的耦合元件的更复杂的模型,是不切实际的,难以参数化。如果这样的效果,必须考虑到更密切,是优选的有限元模拟这里提出的分析方法。
 
图1。简化的热等效电路IGBT和续流二极管的功率模块中:与铜基板(左)的模块,模块不带底座
为了获得热的等效电路图,使用电气类比热参数。功耗P合计(T / D)对应于电流源的源极,恒定的温度水平表示的电压源,和RC元件被用来代表的热阻抗Zth时(xy)的。在电源模块用底板,晶体管和逆二极管被焊接到一个共同的铜基板,从而被热耦合。为了简化起见,我们可以假设一个通常情况下的温度。通过热阻抗Z th(cs)的(图1中,左侧),在该模块中的所有内部元件的能量损失,必须消散。 IGBT损耗将加热的基板,从而二极管,太,即使二极管本身并不产生任何损失。一个散热的几个模块都将有助于热量积聚,这意味着在这种情况下,我们也可以假设一个均匀的散热片温度。
没有底板的模块在模块中,只存在于所有的如果有热源之间的间隙非常小,表现出低的热耦合。为了简化起见,我们不妨假设一个普通的散热器的温度。组件亏损直接消散到散热器上,这意味着,一起,所有的组件加热散热片。
两个等效电路图是很常见的,当映射的热阻抗:阶梯式“物理”等效电路和“链条式”数学“等效电路图(图2,右,”培养网络“)。
 
图2。 Zth时4磁极块通过热等效电路图;左:导体型“物理”的等效电路图;右:链型“数学”的等效电路图(Foster网络的映射)
乍一看,这两种类型的同样有用。如果在一个黑盒子的步骤的功能性反应的“测量”,它不会有可能确定的等效电路图中的哪一个被使用(图3)。
 
图3。热阻抗映射的等效电路图与援助
最小误差产生在随后的计算中,如果被测量为整个系统的一个封闭的系统。可以使用的时间依赖温度Tj,锝,Ts时,和Ta中的温度差异来确定的块的热阻抗Z TH(jc)的,Z个(cs)的,和Z个(sa)的,被表示为四个极。要获得梯形的等效电路图,几何尺寸和材料性能。对于每个层中的结构,至少​​一​​个“环”是必要的。的后续调整往往是必要的,以适应所计算的函数的测量的结果。以这种方式,得到的物理关系有所丢失。要获得的链型的等效电路图,通过操纵式的因素和时间常数的指数函数确定:
 
2到3的指数项往往是足够的映射。指数函数的主要优点是,它可以很容易地用于随后的温度计算。赛米控在指定的电源模块参数ZTH(JC)\ ZTH(JS)在2到6个RC元件的数据手册中计算机辅助模拟交界处的温度时间曲线的形式。
这是可能的,两个等效电路排队在整个系统中确定的子块,并确定在中间温度Tc时,Ts。不如意的事情,但是,当一个块链的热阻抗来取代另一个。热扩频产生反馈前述块。例如,这是的情况下,如果参数设置已完成的很好的水冷却器,并在实际应用中的组件被安装在恶劣的空气冷却器。不过,为了简化问题,往往只ZTH(SA)所取代。
网络使用时的注意事项:
在一个块内的中间点,并不代表系统的温度。
R和C元素不能分配给任何物理组件。
在一个块内的RC元件的序列,可以互换。
它们不能被连接在与一个电阻串联。
它往往是平均结温度和涟漪的热转换器的布局是决定性的。
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