Details
| Title | Модуляционный метод измерения тепловых сопротивлений в силовых модулях на IGBT-транзисторах = Modulation method for measuring thermal resistances in power IGBT modules // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2025. – Т. 30, № 1. — С. 40-50 |
|---|---|
| Creators | Смирнов В. И. ; Гавриков А. А. ; Нейчев В. Ф. |
| Imprint | 2025 |
| Collection | Общая коллекция |
| Subjects | Радиоэлектроника ; Полупроводниковые приборы ; IGBT-транзисторы ; тепловые сопротивления ; измерение тепловых сопротивлений ; силовые модули ; модуляционные методы измерений ; матрицы тепловых сопротивлений ; перекрестные тепловые сопротивления ; IGBT transistors ; thermal resistances ; measurement of thermal resistances ; power modules ; modulation measurement methods ; thermal resistance matrices ; cross thermal resistances |
| UDC | 621.382 |
| LBC | 32.852 |
| Document type | Article, report |
| Language | Russian |
| DOI | 10.24151/1561-5405-2025-30-1-40-50 |
| Rights | Доступ по паролю из сети Интернет (чтение) |
| Record key | RU\SPSTU\edoc\76908 |
| Record create date | 9/24/2025 |
В процессе функционирования силового модуля на IGBT-транзисторах в любой момент времени открыта только часть транзисторов. Это приводит к дисбалансу температур отдельных кристаллов и возникновению латеральных потоков тепла между ними. Для точной оценки температуры перегрева всех кристаллов модуля необходимо учитывать их взаимные тепловые связи. Определить перекрестные тепловые сопротивления между транзисторами (недиагональными элементами матрицы) проблематично, поскольку импульсный тепловой поток от нагретого кристалла доходит до соседних кристаллов модуля существенно искаженным, что затрудняет измерение их температурного отклика. В работе рассмотрен разработанный модуляционный метод, основанный на нагреве транзисторов модулированной по гармоническому закону мощностью. С помощью аппаратно-программного комплекса, в котором реализован модуляционный метод, проведены измерения диагональных и недиагональных элементов матрицы тепловых сопротивлений силового модуля GD35PIT1205SN. Выявлены две компоненты перекрестного теплового сопротивления. Одна из них связана с потоком тепла по верхнему медному слою платы DBC, другая - с потоком тепла по базовой плате, являющейся основанием корпуса модуля. Разработанный метод позволяет измерять не только все компоненты теплового сопротивления между переходом транзистора и корпусом модуля, но и перекрестные тепловые сопротивления между произвольно выбранными парами транзисторов.
During operation of power module based on IGBT transistors at any arbitrary time only a part of transistors is open. This causes the disbalance of separate crystals’ temperature and the appearance of lateral heat flow between them. For exact estimate of overheat temperature of all module crystals it is necessary to consider their mutual thermal couplings. Measurement of cross-thermal resistances between transistors (non-diagonal elements of the matrix) is problematic because enthalpy flux from heated crystal is considerably distorted when it comes to nearby module crystals, which hampers the measurement of their temperature response. In this work, the developed modulation method based on transistor heating with power modulated according to the harmonic law is considered. Using the hardware and software complex in which the modulation method was implemented, the measurements of diagonal and non-diagonal elements of thermal resistance matrix of power module GD35PIT1205SN were carried out. Two components of thermal cross-resistance have been identified. One of them is associated with the heat flow along the upper copper layer of the DBC board, and the other, with the heat flow along the base board that is the package of module. This method allows the measurement of all thermal resistance components between the diode of transistor and the module package and also of cross-thermal resistances between arbitrarily selected pairs of transistors.
Access count: 47
Last 30 days: 9
