(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211194490.4 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 深圳市威兆半导体股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市南 山区桃源街 道福光社区留仙大道3370号南山智园 崇文园区3号楼13 01 (72)发明人 李伟聪　姜春亮　雷秀芳　 (74)专利代理 机构 北京冠和权律师事务所 11399 专利代理师 张树朋 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种基于IGBT高温特性的有 限元建模方法 及系统 (57)摘要 本发明提供一种基于IGBT高温特性的有 限 元建模方法及系统， 其中， 方法包括： 构建IGBT的 实体模型； 对实体模型进行网格划分， 获取多个 第一有限元单元； 定义各个第一有限元单元的发 热参数并定义第一有 限元单元的第一类温度传 递参数， 获得初始模型； 在初始模型外侧构建多 个虚拟的第二有限元单元， 获取初始模型的设置 环境； 基于设置环境， 定义第二有限元单元的第 二类温度传递参数， 获得最终模型。 本发明的基 于IGBT高温特性的有限元建模方法， 实现构建 IGBT的用于高温特性分析的有限元模型。 权利要求书3页 说明书8页 附图2页 CN 115310336 A 2022.11.08 CN 115310336 A 1.一种基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特 征在于， 包括： 构建IGBT的实体模型； 对所述实体模型进行网格划分， 获取多个第一有限元 单元； 定义各个所述第一有限元单元的发热参数并定义所述第一有限元单元的第一类温度 传递参数， 获得初始模型； 在所述初始模型外侧构建多个虚拟的第二有限元 单元， 获取所述初始模型的设置环境； 基于所述设置环境， 定义所述第二有限单 元的第二类温度传递 参数， 获得最终模型。 2.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述对所述 实体模型进行网格划分， 获取多个第一有限元 单元， 包括： 解析所述实体模型， 确定各个物质接触面； 基于各个所述物质接触面， 确定多个分割平面； 基于多个所述分割平面， 将所述实体模型分割为多个所述第一有限元 单元。 3.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述定义各 个所述第一有限元单元的发热参数并定义所述第一有限元单元的温度传递参数， 获得初始 模型， 包括： 确定所述第一有限元 单元位于所述实体模型的位置； 基于所述 位置， 确定所述第一有限元 单元是否为IGBT运行时的发热部位； 当是发热部位时， 将所述发热参数中触发函数定义 为预设的第一数值； 当不是发热部位时， 将所述发热参数中触发函数定义 为预设的第二数值。 4.如权利要求3所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述定义各 个所述第一有限元单元的发热参数并定义所述第一有限元单元的温度传递参数， 获得初始 模型， 包括： 当所述触发函数被定义为所述第一数值时， 基于所述位置， 确定所述第一有限元单元 的材质数据以及电阻等效方向； 基于所述电阻等效方向和所述第 一有限元单元的空间尺寸， 确定用于确定等效电阻确 定的尺寸 参数； 基于所述材质数据、 所述尺寸参数和预设的等效电阻确定库， 确定所述第一有限元单 元的等效电阻。 5.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述定义各 个所述第一有限元单元的发热参数并定义所述第一有限元单元的第一类温度传递参数， 获 得初始模型， 包括： 确定所述第一有限元 单元位于所述实体模型的位置； 基于所述 位置， 确定所述第一有限元 单元的材质数据； 基于所述材质数据和预设的导热系数确定库， 确定所述第 一有限单元的所述第 一类温 度传递参数中的导热率； 基于所述材质数据和预设的比热容确定库， 确定所述第 一有限单元的所述第 一类温度 传递参数中的比热容。 6.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述在所述权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115310336 A 2初始模型外侧构建多个虚拟的第二有限元 单元， 包括： 构建包裹所述初始模型的密闭的虚拟空间； 确定位于所述初始模型外周的第一有限元 单元， 作为参考单元； 确定各个参 考单元在所述初始模型外周上的接触边界； 将各个接触边界分别沿着所述初始模型位于所述接触边界所在的一侧的中心轴线的 方向延伸后切割位于所述初始模型外侧的虚拟空间， 形成多个待确认单 元； 将与所述 参考单元接触的所述待确认单 元作为所述第二有限元 单元。 7.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述获取所 述初始模型的设置环境， 包括： 获取与所述初始模型的外周各个接触面的接触的情况； 解析各个所述接触面的接触的情况， 当存在散热模块时， 获取所述散热模块的参数数 据； 当不存在散热模块时， 获取接触介质的性状信息； 其中， 所述参数数据包括散热类型、 导热材料厚度、 导热材料材质、 导热材料性能、 接触 面积其中一种或多种结合； 所述性状信息包括： 介质种类、 介质与所述初始模型接触的接触面的垂直方向的介质 厚度。 8.如权利要求1所述的基于IGBT高温特性的有限元建模方法， 其特征在于， 所述基于所 述设置环境， 定义第二有限元 单元的第二类温度传递 参数， 获得最终模型， 包括： 解析所述设置环境， 确定所述第二有限元 单元对应的环境数据； 对所述环境数据进行 特征提取， 获取多个环境特 征参数值； 整合多个所述环境特 征参数值， 确定参数集； 将所述参数集与预设的第二类温度传递 参数确定库中各个标准 集进行匹配； 获取所述第二类温度传递参数确定库中与所述参数集匹配的所述标准集所关联的第 二类温度传递 参数集； 解析所述第二类温度传递 参数集， 确定所述第二类温度传递 参数。 9.一种基于IGBT高温特性的有限元建模系统， 其特 征在于， 包括： 构建模块， 用于构建IGBT的实体模型； 网格划分模块， 用于对所述实体模型进行网格划分， 获取多个第一有限元 单元； 第一定义模块， 用于定义各个所述第 一有限元单元的发热参数并定义所述第 一有限元 单元的第一类温度传递 参数， 获得初始模型； 虚拟构建模块， 用于在所述初始模型外侧构建多个虚拟的第二有限元 单元， 获取模块， 用于获取 所述初始模型的设置环境； 第二定义模块， 用于基于所述设置环境， 定义第 二有限元单元的第二类温度传递参数， 获得最终模型。 10.如权利要求9所述的基于IGBT高温特性的有限元建模系统， 其特征在于， 所述网格 划分模块对所述实体模型进行网格划分， 获取多个第一有限元 单元， 执行如下操作： 解析所述实体模型， 确定各个物质接触面； 基于各个所述物质接触面， 确定多个分割平面；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115310336 A 3