Cauer Thermal Model
Теплопередача через несколько слоев полупроводниковых модулей.
Описание
Блок Cauer Thermal Model представляет собой теплопередачу через несколько слоев полупроводниковых модулей. Cauer Thermal Model состоит из нескольких компонентов Cauer Thermal Model Element. На рисунке ниже представлена эквивалентная схема для Cauer Thermal Model Element.
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 эквивалентная схема для Cauer Thermal Model.
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.
Порты
Ненаправленные
A — первичная поверхность отдельного полупроводникового слоя
тепло
Тепловой порт, связанный с первичной поверхностью отдельного слоя полупроводника.
B — вторичная поверхность последнего слоя полупроводника
тепло
Тепловой порт, связанный со вторичной поверхностью последнего слоя полупроводника.
Параметры
Parameterize Cauer model using Foster coefficient data — параметризация модели Кауэра на основе коэффициентов Фостера
выключено (по умолчанию) | включено
Установите этот флажок для включения параметризации модели Кауэра на основе коэффициентов Фостера.
Thermal resistance data — тепловые сопротивления
1e-3 * [2.6468, 3.8701, 1.2007, 0.8824] К/Вт (по умолчанию)
Вектор тепловых сопротивлений.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data parameter.
Thermal time constant data — тепловые константы времени
[0.0086, 0.054, 0.3624, 1.651] с (по умолчанию)
Вектор тепловых констант времени.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data parameter.
Thermal resistance data (Foster) — тепловые сопротивления, параметризованные на основе коэффициентов Фостера
[0.0016, 0.0043, 0.0013, 0.0014] К/Вт (по умолчанию)
Вектор тепловых сопротивлений, параметризованных на основе коэффициентов Фостера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.
Thermal time constant data (Foster) — тепловые константы времени, параметризованные на основе коэффициентов Фостера
[0.0068, 0.064, 0.32, 2.0] с (по умолчанию)
Вектор тепловых констант времени, параметризованных на основе коэффициентов Фостера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Parameterize Cauer model using Foster coefficient data.
Библиография
-
Schütze, 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.