高压大功率压接式IGBT等效热路模型及结温预测研究的任务书.docx

高压大功率压接式IGBT等效热路模型及结温预测研究的任务书
任务书
任务名称：高压大功率压接式IGBT等效热路模型及结温预测研究
任务背景：
随着电力电子技术的不断发展和应用，IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管）作为功率电子开关元件已经广泛应用于电能变换、调制、逆变、稳压、开关等领域。IGBT的特点是具有高电压、大电流、快速开关、低开关损耗、多保护等功能。在工业生产中，IGBT的可靠性与寿命问题是关系到整个生产系统稳定性和成本的重要问题。
在高功率大电流的电力电子装置中，IGBT元件的结温会直接影响其工作寿命和可靠性，因此IGBT元件结温的热模型研究具有重要意义。针对这一问题，本研究将针对高压大功率压接式IGBT等效热路模型及结温预测进行研究，旨在提出精确可靠的IGBT结温预测方法，为电能变换系统的应用与开发提供可靠的技术支持。
任务目标：
1.研究高压大功率压接式IGBT元件等效热路模型的理论基础，探究其结温变化规律；
2.建立基于有限元分析的高压大功率压接式IGBT元件结温预测模型；
3.针对高压大功率压接式IGBT元件工作环境，优化等效热路模型的参数；
4.验证预测模型的准确性和可靠性，为电能变换系统的应用与开发提供可靠的技术支持。
任务内容：
1.系统研究高压大功率压接式IGBT元件等效热路模型的理论基础，在探究其结温变化规律中深入理解电力电子装置工作原理以及IGBT元件内部结构；
2.根据有限元分析理论建立高压大功率压接式IGBT元件结温预测模型，并对其进行仿真分析；
3.进行模型参数的优化，确认等效热路模型的参数，提高预测模型精度和可靠性；
4.对预测模型进行准确性和可靠性测试，通过实验数据与实际结果的对比验证模型可靠性；
5.利用研究结果，撰写高压大功率压接式IGBT等效热路模型及结温预测的论文，并通过学术领域的专家评审，进行技术交流和应用推广。
任务计划：
第一年：
1.分析和调研现有的IGBT热建模规律，例如基于物理方程、基于网络模型、基于有限元等方法；
2.建立高压大功率压接式IGBT元件结温预测的理论基础，包括IGBT元件温度传递特性、散热方式、有限元分析等;
3.建立高压大功率压接式IGBT元件等效热路模型，并编写模拟程序，分析模型的准确性和可靠性；
4.通过实验数据进行模型参数的优化。
第二年：
1.在第一年基础上，改进模型和算法精度，亟待对模型的进一步完善化以及调整，提高模型预测精度；
2.利用实验数据和实际应用结果，进一步验证模型准确性和可靠性；
3.进行相关技术交流和应用推广，发表论文或成果。
第三年：
1.对第一、二年的实验数据和研究结果进行总结和分析，完善研究工作报告及论文；
2.通过实验数据分析，可视化呈现高压大功率压接式IGBT元件的结温分布，依据温度数据总结出结构方案设计建议；
3.参加国际国内电工电子会议，进行相关技术交流和应用推广，发表论文。
任务分工：
主持人：1人
研究人员：3人
技术支持：1人
任务周期：三年
经费预算：
预算经费：100万元
其中：
实验材料费：10万元
测试装备费：20万元
人员工资及福利费：50万元
论文发表及专利费用：20万元
备注：经费需按照项目计划及研究进展情况进行合理调整。