Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 11

Nieliniowe modele termiczne elementów elektronicznych

Nonlinear thermal models of electronic components

10.15199/48.2023.11.38

nr katalogowy: 146224
10.15199/48.2023.11.38

Streszczenie

W pracy przedstawiono postać skupionego nieliniowego modelu termicznego elementów elektronicznych. Model ten uwzględnia wpływ temperatury wnętrza modelowanego elementu na skuteczność odprowadzania ciepła generowanego w tym elemencie oraz na wzajemne sprzężenia cieplne między komponentami takiego elementu. Zaproponowano sposób implementacji opracowanego modelu w programie SPICE w postaci obwodowej dla układów zawierających struktury półprzewodnikowe umieszczone na wspólnym podłożu oraz dla elementów magnetycznych. Przedstawiono wyniki obliczeń i pomiarów dowodzące praktycznej użyteczności opisywanego modelu. Wskazano też na ograniczenia zakresu jego stosowalności.

Abstract

This paper presents the form of a compact non-linear thermal model of electronic components. This model takes into account the influence of the junction temperature of the modeled element on the efficiency of dissipation heat generated in this element and on mutual thermal couplings between the components of such an element. A method of implementing such a model in the SPICE in the network form for systems containing semiconductor dies placed on a common substrate and for magnetic components is proposed. The results of calculations and measurements proving the practical usefulness of the described model are presented. Limitations of the scope of its applicability are also indicated.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] K. Górecki, J. Zarębski, P. Górecki, P. Ptak: Compact thermal models of semiconductor devices – a review. Int. Journal of Electronics and Telecom., Vol. 65, No. 2, 2019, pp. 151-158.
[2] W. Janke, Zjawiska termiczne w elementach i układach półprzewodnikowych, WNT, Warszawa, 1992.
[3] V. Szekely: A new evaluation method of thermal transient measurement results, Microelectronics Journal, Vol. 28, pp. 277-292, 1997.
[4] D. Schweitzer, F. Ender, G. Hantos, P.G. Szabo: Thermal transient characterization of semiconductor devices with multiple heat-sources—Fundamentals for a new thermal standard. Microelectronics J., Vol. 46, 2015, pp. 174–182.
[5] P. Górecki, K. Górecki: Measurements and computations of internal temperatures of the IGBT and the diode situated in the common case. Electronics, Vol. 10, No. 2, 2021, 210.
[6] J.W. Sofia, Analysis of thermal transient data with synthesized dynamic-models for semiconductor-devices. IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Technology Part A, Vol. 18, No. 1, 1995, pp. 39-47.
[7] K. Górecki, P. Górecki: Nonlinear compact thermal model of the IGBT dedicated to SPICE. IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 35, No. 12, 2020, pp. 13420-13428.
[8] K. Górecki, K. Detka, K. Górski: Compact thermal model of the pulse transformer taking into account nonlinearity of heat transfer. Energies, Vol. 13, No. 11, 2020, 2766.
[9] K. Górecki, P. Ptak: Compact modelling of electrical, optical and thermal properties of multi-colour power LEDs operating on a common PCB. Energies, Vol. 14, No. 5, 2021, 1286.
[10] K. Górecki, K. Posobkiewicz: Influence of a Cooling System on Power MOSFETs’ Thermal Parameters. Energies, Vol. 15, No. 8, 2022, 2923.
[11] P.E. Bagnoli., C. Casarosa, M. Ciampi and E. Dallago: Thermal Resistance Analysis by Induced Transient (TRAIT) Method for Power Electronic Devices Thermal Characterization – Part I: Fundamentals and Theory, IEEE Trans. on Power Elect., Vol. 13, No. 6, 1998, pp. 1208–1219.
[12] K. Detka, K. Górecki: Electrothermal model of coupled inductors with nanocrystalline cores. Energies, Vol. 15, No. 1, 2022, 224.
[13] L. Dupont, Y. Avenas: Preliminary evaluation of thermosensitive electrical parameters based on the forward voltage for online chip temperature measurements of IGBT devices. IEEE Trans. on Industry Applications, vol. 51, No. 6, pp. 4688-4698, 2015.
[14] L. Dupont, Y. Avenas, P.-O. Jeannin: Comparison of junction temperature evaluations in a power IGBT module using an IR camera and three thermosensitive electrical parameters. IEEE Trans. on Industry App., Vol. 49, No. 4, pp. 1599-1608, 2013.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-11 , nr katalogowy 146224 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma