[發明專利]一種基于IGBT高溫特性的有限元建模方法及系統

有效

• 申請號: 202211194490.4
• 申請日: 2022-09-29
• 公開（公告）號: CN115310336B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 李偉聰;姜春亮;雷秀芳
• 申請（專利權）人: 深圳市威兆半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 張樹朋

1.一種基于IGBT高溫特性的有限元建模方法，其特征在于，包括：

構建IGBT的實體模型；

對所述實體模型進行網格劃分，獲取多個第一有限元單元；

定義各個所述第一有限元單元的發熱參數并定義所述第一有限元單元的第一類溫度傳遞參數，獲得初始模型；

在所述初始模型外側構建多個虛擬的第二有限元單元，

獲取所述初始模型的設置環境；

基于所述設置環境，定義所述第二有限元單元的第二類溫度傳遞參數，獲得最終模型；

其中，所述對所述實體模型進行網格劃分，獲取多個第一有限元單元，包括：

解析所述實體模型，確定各個物質接觸面；

基于各個所述物質接觸面，確定多個分割平面；

基于多個所述分割平面，將所述實體模型分割為多個所述第一有限元單元；

其中，所述在所述初始模型外側構建多個虛擬的第二有限元單元，包括：

構建包裹所述初始模型的密閉的虛擬空間；

確定位于所述初始模型外周的第一有限元單元，作為參考單元；

確定各個參考單元在所述初始模型外周上的接觸邊界；

將各個接觸邊界分別沿著所述初始模型位于所述接觸邊界所在的一側的中心軸線的方向延伸后切割位于所述初始模型外側的虛擬空間，形成多個待確認單元；

將與所述參考單元接觸的所述待確認單元作為所述第二有限元單元。

2.如權利要求1所述的基于IGBT高溫特性的有限元建模方法，其特征在于，所述定義各個所述第一有限元單元的發熱參數并定義所述第一有限元單元的溫度傳遞參數，獲得初始模型，包括：

確定所述第一有限元單元位于所述實體模型的位置；

基于所述位置，確定所述第一有限元單元是否為IGBT運行時的發熱部位；

當是發熱部位時，將所述發熱參數中觸發函數定義為預設的第一數值；

當不是發熱部位時，將所述發熱參數中觸發函數定義為預設的第二數值。

3.如權利要求2所述的基于IGBT高溫特性的有限元建模方法，其特征在于，所述定義各個所述第一有限元單元的發熱參數并定義所述第一有限元單元的溫度傳遞參數，獲得初始模型，包括：

當所述觸發函數被定義為所述第一數值時，基于所述位置，確定所述第一有限元單元的材質數據以及電阻等效方向；

基于所述電阻等效方向和所述第一有限元單元的空間尺寸，確定用于確定等效電阻確定的尺寸參數；

基于所述材質數據、所述尺寸參數和預設的等效電阻確定庫，確定所述第一有限元單元的等效電阻。

4.如權利要求1所述的基于IGBT高溫特性的有限元建模方法，其特征在于，所述定義各個所述第一有限元單元的發熱參數并定義所述第一有限元單元的第一類溫度傳遞參數，獲得初始模型，包括：

確定所述第一有限元單元位于所述實體模型的位置；

基于所述位置，確定所述第一有限元單元的材質數據；

基于所述材質數據和預設的導熱系數確定庫，確定所述第一有限元單元的所述第一類溫度傳遞參數中的導熱率；

基于所述材質數據和預設的比熱容確定庫，確定所述第一有限元單元的所述第一類溫度傳遞參數中的比熱容。

5.如權利要求1所述的基于IGBT高溫特性的有限元建模方法，其特征在于，所述獲取所述初始模型的設置環境，包括：

獲取與所述初始模型的外周各個接觸面的接觸的情況；

解析各個所述接觸面的接觸的情況，當存在散熱模塊時，獲取所述散熱模塊的參數數據；

當不存在散熱模塊時，獲取接觸介質的性狀信息；

其中，所述參數數據包括散熱類型、導熱材料厚度、導熱材料材質、導熱材料性能、接觸面積其中一種或多種結合；

所述性狀信息包括：介質種類、介質與所述初始模型接觸的接觸面的垂直方向的介質厚度。