损耗计算和热电耦合
DSIM提供了仿真器件开关瞬态的功能,利用该功能可以进一步计算出器件的功率损耗和结温。这便于深入研究器件的运行状态,方便比较来自不同制造商的器件。
DSIM中的IGBT和SiC MOSFET损耗计算
下图展示了使用了SiC MOSFET器件CMF20120D (1200V, 42A)搭建的双向有源桥变换器(DAB),以说明DSIM如何计算IGBT损耗和结温。该器件已经提前添加到软件内嵌器件库中,以便进行瞬态仿真与损耗计算。用单相逆变器模块搭建如下图所示的DAB变换器电路。
双击单相逆变器模块,然后单击“模型级别”以选择模型类型。在本示例中,我们选择的器件类型为SiC MOSFET。逆变器参数对话框和器件选择对话框如下图所示。
SiC MOSFET模块顶部的四个节是功率损耗节点。功率损耗节点处的温度表示模块的外壳温度,热流表示器件的功率损耗。这些节点须连接到一个外部热等效电路,代表模块外壳和环境之间的动态热阻抗。在本例中,热阻Rth1和Rth2是外壳与散热器之间以及散热器与环境之间的热阻之和。
DSIMViewer仿真结果如下图所示。左上图为开关模块外壳温度仿真结果,左下图为开关模块的损耗功率,右上图为开关管的导通、开关以及全部损耗,右下图为开关管与反并联二极管的结温。