压接型IGBT器件封装内部多物理场耦合问题研究概述

作者：张一鸣; 邓二平; 赵志斌^*; 崔翔; 唐新灵; 傅实; 李金元

来源：中国电机工程学报, 2019, 39(21): 6351-6365.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.182364

• 压接型绝缘栅双极型晶体管器件
• 接触问题
• 多物理场耦合
• 耦合变量
• 简化模型

压接型绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolar transistor,IGBT)器件相对传统焊接式IGBT模块而言具有功率密度大、可靠性高、易于串联和失效短路等优点,现已逐步应用到高压直流输电等高压大功率应用场合。在压接型IGBT器件中,各组件通过外施压力堆叠在一起形成电学和热学接触,内部除温度场和电磁场外,还需考虑应力场的作用,各场通过耦合变量形成联系,构成了一个复杂、非线性的多物理场耦合问题,给建模与计算带来了巨大挑战。该文对近年来国内外压接型IGBT器件多物理场耦合问题的研究现状进行综述,建立多物理场问题的数学描述,并梳理考虑多子模组相互作用的耦合关系,提炼多物理场耦合问题中的难点,即耦合关系的建模及对比分析、多物理场耦合问题的准确描述与简化及多物理场耦合算法的改善等。文中针对这些难点,在总结现有研究成果的基础上,指出今后需要深入研究的重点问题,借鉴相关领域研究成果,给出可能的解决方案。

• 单位
  新能源电力系统国家重点实验室; 华北电力大学; 全球能源互联网研究院