[摘要]：热计算是功率模块选型的关键要素，目前正逐步从依赖经验或模仿转向精确的仿真计算。本文探讨了功率半导体发热仿真计算的历史与原理，并重点阐述了在变频器低频输出条件下，通过高效算法计算IGBT等效结温的方法。[关键词]: 功率器件、交变损耗、开关损耗、热管理
引言
自20世纪90年代起，IGBT（绝缘栅双极晶体管）迅速取代GTR（大功率双极晶体管），成为电力电子领域主导器件之一。随着新世纪到来，人们对节能环保和能源可持续性的重视日益增长，加之全球能源短缺现象，使得电力电子技术得到广泛应用。在IGBT工作过程中产生大量热量，如果未能及时散去，可导致温度过高，引发器件失效甚至爆炸。
仪器功率损耗计算原理
在工程实践中，我们可以通过以下公式表示IGBT内部产生的损耗：
Pcond = Iav· VTO + Irms²· rT
其中：
Iav为通态电流平均值；
Irms为有效值；
Fi为电流波形系数。
利用这些参数，可以准确预测在不同负载下的通态损耗。此外，对于反向截止和正向截止损耗也可进行相应处理，但通常被忽略不计。
正弦调制PWM逆变器性能分析
1992年，由D.Srajber提出了一种基于图形化近似法则来估算正弦调制PWM逆变器中的功消与温升。这一方法已被广泛接受并应用于实际设计中。该方法采用线性近似模型来描述一个周期内所需平均损失，从而推断出芯片平均结温。
综上所述，本文深入探讨了如何通过精确仿真计算优化选择最佳功率模块，以及在低频输出工况下提高其稳定性和寿命，为实现更安全、高效和经济的电力电子设备设计提供理论基础。
