Cauer Thermal Model

Страница в процессе разработки.

Тип: AcausalElectricPowerSystems.Passive.Thermal.CauerModel

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Electrical/Passive/Thermal/Cauer Thermal Model

Описание

Блок Cauer Thermal Model представляет собой теплопередачу через несколько слоев полупроводниковых модулей. Cauer Thermal Model состоит из нескольких элементов модели Кауэра. На рисунке ниже представлена эквивалентная схема для одного элемента модели Кауэра.

cauer thermal model 1 s

Несколько слоев Cauer Thermal Model включают чип, припой, подложку и основание. Другие термины, описывающие Cauer Thermal Model:

Непрерывная дробная схема.
Т-модель.
Лестничная сеть.

На рисунке ниже показана эквивалентная схема для Cauer Thermal Model.

cauer thermal model 2 s

Температура в точке R равна абсолютному нулю.

Уравнения

Определяющими уравнениями для каждого элемента Cauer Thermal Model являются:

где

— теплоемкость;
— тепловая постоянная времени;
— тепловое сопротивление;
— тепловой поток через материал;
— разность температур между слоями материала;
— тепловой поток через теплоемкость;
— перепад температур через теплоемкость.

Параметризация модели Кауэра на основе коэффициентов Фостера

В технических описаниях полупроводниковых устройств часто используются коэффициенты Фостера для определения тепловой модели. Однако тепловые модели Кауэра более полезны, поскольку их можно расширить дополнительными тепловыми компонентами, такими как радиаторы и элементы излучения или конвекции.

Чтобы использовать блок Cauer Thermal Model на основе данных тепловой модели Фостера, выберите параметр Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.

Не рекомендуется использовать вектора длинной более 10 элементов для параметров Thermal resistance data (Foster) и Thermal time constant data (Foster). Это может привести к большим погрешностям результатов.

Порты

Ненаправленные

# A — первичная поверхность отдельного полупроводникового слоя
тепло

Details

Тепловой порт, связанный с первичной поверхностью отдельного слоя полупроводника.

Имя для программного использования

port_a

# B — вторичная поверхность последнего слоя полупроводника
тепло

Details

Тепловой порт, связанный со вторичной поверхностью последнего слоя полупроводника.

Имя для программного использования

port_b

Параметры

Основные

# Parameterize Cauer model using Foster coefficient data — параметризация модели Кауэра на основе коэффициентов Фостера

Details

Установите этот флажок для включения параметризации модели Кауэра на основе коэффициентов Фостера.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`parameterize_foster`
Вычисляемый	Нет

# Thermal resistance data — тепловые сопротивления
K/W

Details

Вектор тепловых сопротивлений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.

Единицы измерения	`K/W`
Значение по умолчанию	`1e-3*[2.6468, 3.8701, 1.2007, 0.8824] K/W`
Имя для программного использования	`resistance_vector`
Вычисляемый	Да

# Thermal time constant data — тепловые константы времени
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

Вектор тепловых констант времени.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.

Единицы измерения	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
Значение по умолчанию	`[0.0086, 0.0540, 0.3624, 1.6510] s`
Имя для программного использования	`tau_vector`
Вычисляемый	Да

# Thermal resistance data (Foster) — тепловые сопротивления, параметризованные на основе коэффициентов Фостера
K/W

Details

Вектор тепловых сопротивлений, параметризованных на основе коэффициентов Фостера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.

Единицы измерения	`K/W`
Значение по умолчанию	`[0.0016, 0.0043, 0.0013, 0.0014] K/W`
Имя для программного использования	`resistance_foster_vector`
Вычисляемый	Да

# Thermal time constant data (Foster) — тепловые константы времени
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

Вектор тепловых констант времени, параметризованных на основе коэффициентов Фостера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.

Единицы измерения	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
Значение по умолчанию	`[0.0068, 0.064, 0.32, 2.0] s`
Имя для программного использования	`tau_foster_vector`
Вычисляемый	Да

Литература

Schutze, T. AN2008-03: Thermal equivalent circuit models. Application Note. V1.0. Germany: Infineon Technologies AG, 2008.
T. G. Subhash Joshi and V. John, Combined transient thermal impedance estimation for pulse-power applications. 2017 National Power Electronics Conference (NPEC), 2017, pp. 42-47, doi: 10.1109/NPEC.2017.8310432.