仿真看世界之IPOSIM的散热器热阻Rthha解析

如何评估IGBT模块的损耗与结温？英飞凌官网在线仿真工具IPOSIM，是IGBT模块在选型阶段的重要参考。这篇文章将针对IPOSIM仿真中的散热器热阻参数Rthha，给大家做一些清晰和深入的解析。

· IPOSIM中Rthha定义：折算到每个Switch(开关)的散热器热阻

· 折算思路：对于常规模块，先确定散热器的总热阻，再根据散热器包含的Switch数量，折算出热阻Rthha。对于PIM模块，其散热器热阻需要额外计算。

一、 两电平仿真中的Rthha的定义与设置

在两电平逆变拓扑中，每个Switch基本单元为：T1 D1

两电平举例说明：3XFF600R12KE4 per Inverter

(FF600R12KE4)

62mm封装的半桥模块如上，三个半桥模块置于散热器，组成完整的三相逆变拓扑。假设每个模块200W损耗，散热器的温升30℃，则散热器总热阻为30℃/(200W*3)=0.05K/W。

散热器总共包含了6个Switch基本单元，因此IPOSIM中Rthha为：0.05*6=0.30K/W。

二、 三电平仿真中的Rthha的定义与设置

三电平的拓扑相对复杂一些，以常见的三种拓扑NPC1、NPC2和ANPC为例，分别进行说明：

在NPC1拓扑中，每个Switch基本单元为：T1 D1 T2 D2 D5

在NPC2拓扑中，每个Switch基本单元为：T1 D1 T2 D2

在ANPC拓扑中，每个Switch基本单元为：T1 D1 T2 D2 T5 D5

三电平NPC1举例说明：

3XF3L150R07W2E3_B11 per Inverter

(F3L150R07W2E3_B11)

在中小功率的三电平应用里，1个模块就能装下三电平的1个甚至3个桥臂。如Easy2B封装的三电平模块F3L150R07W2E3_B11，模块内为1个NPC1桥臂，3个模块置于散热器上，组成完整的三电平的三相逆变拓扑。假设每个Easy2B模块损耗200W, 散热器的温升30℃，则散热器总热阻为：30℃/(200W*3)=0.05K/W。

散热器总共包含了6个Switch基本单元，因此IPOSIM中Rthha为：0.05*6=0.30K/W。

三电平ANPC举例说明：

3XFF600R12ME4_B72 per phase

(FF600R12ME4_B72)