量化 IGBT 热损耗

打开模型

此示例展示了如何基于绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 中的开关和导通损耗生成温度曲线。此示例中包含两个降压转换器。其中一个转换器的 IGBT 连接到 Foster 热模型。另一个转换器的 IGBT 连接到 Cauer 热模型。热模型的参数经过调节，可以提供大致相同的结果。在 50 毫秒的仿真时间内，驱动频率从 40 kHz 变为 20 kHz，这增加了导通损耗并降低了开关损耗。损耗的变化导致 IGBT 温度发生相应变化。

模型

Foster 热网络和 Cauer 热网络均连接到一个固定温度源，代表散热器的温度。为了获得有意义的结果，必须将 Foster 热网络连接到固定温度源。为了对散热器的热容量及其与环境的对流进行建模，您可以将 Cauer 模型连接到任何其他热网络。在此示例中，Cauer 模型连接到第三个一阶热网络，前两个热状态包含在 IGBT 模块的内部热模型中。需要一个三阶模型来与实现的三阶 Foster 模型匹配。通常，数据手册仅提供 Cauer 模型的二阶结和壳动态特性。

来自 Simscape 记录的仿真结果

下图显示了 Foster 热模型和 Cauer 热模型中 IGBT 温度和能量损耗随时间的变化。功率损耗是能量损耗曲线的斜率。

生成损耗摘要

ee_getPowerLossSummary 工具函数根据记录的仿真数据报告电路组件产生的损耗。Power 列报告导通损耗，SwitchingLosses 列报告半导体开关损耗。

ans =

  12×3 table

                  LoggingNode                   Power     SwitchingLosses
    ________________________________________    ______    _______________

    {'IGBTThermal.Buck_circuit_1.Load'     }    7453.8             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_2.Load'     }    7453.8             0     
    {'IGBTThermal.IGBT_C'                  }    15.706        109.64     
    {'IGBTThermal.IGBT_F'                  }    15.705        109.68     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_1.Diode'    }    12.146             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_2.Diode'    }    12.146             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_1.Capacitor'}         0             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_1.Inductor' }         0             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_2.Capacitor'}         0             0     
    {'IGBTThermal.Buck_circuit_2.Inductor' }         0             0     
    {'IGBTThermal.Rgate_C'                 }         0             0     
    {'IGBTThermal.Rgate_F'                 }         0             0

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