Thermal Analysis of a High-Power IGBT Module
Application ID: 121521
This model demonstrates a three-dimensional electrothermal analysis of a high-power insulated-gate bipolar transistor (IGBT) module. The module is analyzed in a time invariant on-state operating condition, with the current distribution resolved through the semiconductor dies, metallization layers, bond wires, solder layers, busbars, and other electrically conducting components. The resulting Joule losses and temperature distribution are evaluated.
Rather than resolving the detailed semiconductor-device physics inside each IGBT die, the on-state junction behavior is represented by a reduced-order, temperature- and current-dependent effective conductivity. This conductivity is calculated so that the voltage drop across the die agrees with a prescribed collector–emitter voltage characteristic. The approach enables electrothermal feedback to be included within a computationally tractable model of the complete module, making it possible to study current sharing, localized losses, and thermal hot spots within the package.
The model uses the Joule Heating multiphysics interface, which couples Electric Currents and Heat Transfer in Solids through the Electromagnetic Heating multiphysics coupling. The micron-scale metallization layers are represented using boundary-based electrical and thermal formulations, avoiding the need to resolve their thickness with a volumetric mesh.
この model の例は, 通常次の製品を使用して構築されるこのタイプのアプリケーションを示しています.
ただし, これを完全に定義およびモデル化するには, 追加の製品が必要になる場合があります. さらに, この例は, 次の製品の組み合わせのコンポーネントを使用して定義およびモデル化することもできます.
- COMSOL Multiphysics® and
- デザインモジュール and
- 伝熱モジュール and
- either the AC/DC モジュール, or MEMS モジュール
アプリケーションのモデリングに必要な COMSOL® 製品の組み合わせは, 境界条件, 材料特性, フィジックスインターフェース, パーツライブラリなど, いくつかの要因によって異なります. 特定の機能が複数の製品に共通している場合もあります. お客様のモデリングニーズに適した製品の組み合わせを決定するために, 製品仕様一覧 を確認し, 無償のトライアルライセンスをご利用ください. COMSOL セールスおよびサポートチームでは, この件に関するご質問にお答えしています.
