[發明專利]一種計算功率半導體開關器件的損耗和結溫的方法在審

申請號：	202011186023.8	申請日：	2020-10-29
公開（公告）號：	CN114429028A	公開（公告）日：	2022-05-03
發明（設計）人：	余開慶;忻蘭苑;楊濤;朱武;王曉年;孫康康;陳燕平;謝舜蒙;劉杰;魏海山	申請（專利權）人：	中車株洲電力機車研究所有限公司
主分類號：	G06F30/20	分類號：	G06F30/20;G06F119/08
代理公司：	北京聿宏知識產權代理有限公司 11372	代理人：	吳大建;金淼
地址：	412001 ***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種計算功率半導體開關器件損耗方法
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【說明書】：

本發明公開了一種計算功率半導體開關器件的損耗和結溫的方法，存儲介質和電子設備。該方法包括：根據由待測半導體開關器件組成的逆變器的模型獲取在穩定工況下單個半導體開關器件的輸出電流波形，并根據所述輸出電流波形確定用于計算在穩定工況下單個半導體開關器件的損耗的各項參數；根據所述各項參數，確定該半導體開關器件在初始結溫下的損耗；利用逆變器的散熱器臺面溫度以及所述半導體開關器件的損耗對該半導體開關器件的結溫進行反推，如果反推的結溫與初始的結溫之間的差值未滿足收斂條件，則令初始結溫等于反推結溫，進行迭代重新計算該半導體開關器件的損耗，直至滿足所述收斂條件，將滿足所述收斂條件的損耗和反推的結溫結果作為穩態結果輸出。

技術領域

本發明涉及功率半導體開關器件技術領域，尤其涉及一種計算功率半導體開關器件的損耗和結溫的方法、存儲介質和電子設備。

背景技術

在功率半導體器件連續運行過程中，結溫必須要在安全范圍才能保證器件的正常工作，否則很容易發生過熱失效。而結溫的高低又與器件在開關過程中的損耗大小有直接的相關關系。因此，掌握器件在特定運行條件下的結溫和損耗至關重要。

傳統的直接測試方法測定結溫一般采用熱成像或布置熱電偶的方法，這些方法不太適用于工程實踐中的器件產品。另一類方法是通過仿真手段來間接計算結溫和損耗，具有操作簡單、可移植性高等優點。但是根據仿真計算所得的結果，想要獲得非常精準的結果是比較困難的，需要有較高準確度的實測動靜態數據作為支撐，并且需要采用合理的算法模型。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種用于計算功率半導體開關器件在逆變器件中穩定運行時的結溫和損耗的仿真方法。即，提供一種計算功率半導體開關器件的損耗和結溫的方法以及相應的存儲介質和電子設備。

根據第一方面，本發明提供的一種計算功率半導體開關器件的損耗和結溫的方法，包括：

構建由待測半導體開關器件組成的逆變器的模型；

根據所述逆變器的模型獲取在穩定工況下單個半導體開關器件的輸出電流波形，并根據所述輸出電流波形確定用于計算在穩定工況下單個半導體開關器件的損耗的各項參數；

根據所述各項參數，確定該半導體開關器件在初始結溫下的損耗；

利用逆變器的散熱器臺面溫度以及所述半導體開關器件的損耗對該半導體開關器件的結溫進行反推，如果反推的結溫與初始的結溫之間的差值未滿足預設的收斂條件，則令初始結溫等于反推結溫，進行迭代重新計算該半導體開關器件的損耗，直至所述收斂條件得到滿足；

當所述收斂條件得到滿足時，將所述半導體開關器件的損耗和反推的結溫作為穩態結果輸出。

在本發明的一些實施例中，所述構建由待測半導體開關器件組成的逆變器的模型，包括：

獲取半導體開關器件的實測動靜態數據，并確定由所述半導體開關器件組成的逆變器在擬定的穩定工況下的工作參數；所述工作參數包括基波頻率；

根據半導體開關器件的實測動靜態數據以及所述逆變器在擬定的穩定工況下的工作參數，構建逆變器模型。

在本發明的一些實施例中，所述半導體開關器件的損耗為開關損耗P_sw、導通損耗P_cond、反向導通損耗P_{cond_diode}和反向恢復損耗P_rec之和。