计及环境对流随机性的功率器件结-环境热网络模型

摘要

结-环境热网络模型可结合环境温度估计功率器件结温变化,是评估器件散热能力与剩余寿命的重要基础.然而,传统结-环境热网络模型一般假设器件在稳定环境下工作,忽略了环境对流随机性对器件的影响,难以有效反映结温的变化特性.为此,该文提出一种计及环境对流随机性的结-环境热网络模型.该模型首先利用器件历史损耗和温度数据,得到散热器与环境之间的对流热阻样本;再通过小波包变换和马尔可夫链方法,实现对流热阻的随机模拟;最后在指定的电流和环境温度下,模拟器件结温的随机变化.为了验证模型有效性,以功率MOSFET为对象,设计功率器件的随机对流实验平台.实验结果表明,该文所提模型可有效地描述器件结温在随机对流作用下的不确定性变化,能够为器件热安全评估与寿命预测方法发展提供更加真实有效的数据支撑.