автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование, расчет и оценка параметров эффективных охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов

На правах рукописи

Саванин Антон Сергеевич

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, РАСЧЁТ И ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТИВНЫХ ОХЛАДИТЕЛЕЙ МОЩНЫХ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саранск - 2009

003468113

Диссертационная работа выполнена на кафедре теоретической и общей электротехники светотехнического факультета ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Панфилов С.А.

доктор технических наук, профессор Гейфман Е.М.

кандидат физико-математических наук, доцент Сафонкин В.И.

Ведущая организация: ФГУ «Российский Центр

испытаний и сертификации -Москва» («РОСТЕСТ - Москва»)

Защита состоится 28 мая 2009 г. в 15 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.117.14 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в ГОУВПО Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева по адресу: 430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68, корп. 1,225 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ГОУВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева».

Автореферат разослан 24 апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

Л.А. Сухарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В настоящее время увеличение выпуска преобразовательной техники привело к развитию производства мощных силовых полупроводниковых приборов (СПП). По оценкам отечественных экспертов спрос на них в России неуклонно растет. Потребность проявляется не только в мощных силовых полупроводниковых приборах, но и в охладителях, которые используются вместе с ними. При разработке мощных силовых полупроводниковых приборов и преобразователей стремление к повышению токосъема с одного прибора и мощности всего преобразователя, с одной стороны, и к созданию компактных конструкций, с другой, приводит к повышенному выделению тепла. В связи с этим проблема отвода тепла от мощных силовых полупроводниковых приборов с целью обеспечения нормального теплового режима работы определила приоритеты научно-исследовательских работ по проектированию охладителей мощных СПП.

Из опубликованных по данной тематике научных работ можно сделать вывод, что для производителей и разработчиков охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов актуальны проблемы по созданию новых, оптимальных с точки зрения теплоотвода, охладителей, заключающиеся в использовании адекватных и согласованных методик проектирования, расчета, анализа и испытаний, которые реализуются современными аппаратными и программными комплексами.

Поэтому рассмотрение вопросов по проектированию, разработке и испытаниям эффективных охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов в свете описанных проблем обуславливает актуальность диссертационного исследования.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью работы является совершенствование существующих и разработка новых охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

Для реализации поставленной цели в диссертационном исследовании решаются следующие задачи:

1. Разработка имитационной математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Разработка пакета прикладных программ для анализа существующих и разработки новых охладителей.

3. Анализ и оптимизация массогабаритных параметров существующих охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

4. Разработка специализированного испытательного стенда для экспериментального подтверждения полученных результатов.

V

Методы исследований

В диссертации использованы существующие и вновь разработанные программные средства, методы математического моделирования, схемотехники, теории измерений.

Научная новизна

1. Разработана новая имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Созданы алгоритмы по расчету тепловых сопротивлений охладителей мощных СПП.

3. Разработан новый пакет прикладных программ по расчету тепловых сопротивлений и анализу массогабаритных параметров охладителей мощных СПП.

4. На основе созданного пакета прикладных программ предложены новые эффективные охладители мощных СПП.

5. Разработан новый программный комплекс по управлению специализированным испытательным стендом для испытания охладителей.

Практическая значимость полученных результатов

Предложены алгоритмы и программные средства, позволяющие решать задачи:

- по расчету тепловых сопротивлений охладителей;

- по анализу и оптимизации массогабаритных параметров охладителей;

- по контролю параметров охладителей при их испытаниях с помощью специализированного испытательного стенда.

Разработанные программно-аппаратные средства позволили провести испытания изготовленных охладителей и подтвердить результаты, полученные с помощью математической модели.

Основные научные результаты, выносимые на защиту

1. Имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Алгоритмы и пакет прикладных программ.

3. Специализированный испытательный стенд для испытаний охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

4. Программный комплекс по управлению испытательным стендом.

5. Новые конструкции охладителей мощных СПП.

Личный вклад автора диссертации

Разработка математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе, компьютерное моделирование, написание программных средств, проектирование испытательного стенда, испытания и анализ полученных результатов выполнены автором самостоятельно.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- заседаниях кафедры теоретической и общей электротехники ГОУВПО Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева (г. Саранск, 2006 г., 2007 г., 2008 г.);

- объединенных заседаниях кафедры прикладной математики ГОУВПО Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева и Средневолжского математического общества (г. Саранск, 2008 г., 2009 г.);

- 12 научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (г. Саранск, 2007 г.);

- V Всероссийской научно-технической конференции в секции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (г. Саранск., 2007 г.);

- 13 Научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (г. Саранск, 2008 г.);

- 8 Международной научной конференции «Дифференциальные уравнения и их приложения» (г. Саранск, 2008 г.);

- VI Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» (г. Саранск, 2008 г.);

- VIII Научно - технической конференции молодежи (г. Москва,

2008 г.).

Публикации

Основные результаты диссертационного исследования отражены в 12 опубликованных работах и 2 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ в отраслевом информационном фонде, список которых приведен в конце автореферата.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объём диссертации составляет 176 страниц, включая 20 таблиц, 51 рисунок, 68 формул и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы диссертации, содержится краткий обзор работ по ее тематике, краткое описание методики исследования и содержания работы.

В разделе 1 выполнен анализ исследований по проблемам разработки и испытаний охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

Рассмотрены виды охлаждения и конструкции охладителей для мощных СПП, требования к надежности и охлаждению полупроводниковых приборов в зависимости от тепловых режимов работы, методы расчета тепловых сопротивлений охладителей.

При исследовании нормативно-технической документации на СПП и охладители обобщены основные требования к охладителям. В результате обзора конструкций охладителей для мощных СПП и способов их охлаждения была выделена группа охладителей с принудительным и естественным воздушным охлаждением (рисунок 1), которые наиболее часто используются производителями для охлаждения мощных силовых полупроводниковых приборов.

X

Рисунок 1 - Схематическое изображение охладителя

Широкое распространение охладители данной конструкции получили благодаря высокой эффективности и надежности.

Как правило, в паспортах на охладители приводятся значения тепловых сопротивлений, полученные экспериментальным путем. По этой причине в данном разделе рассмотрены существующие испытательные стенды. Проведен анализ их принципа действия и возможностей.

Исследованы возможности наиболее известных программ по расчету тепловых сопротивлений охладителей: MelcoSim (производитель MITSUBISHI), SemiSel (производитель SEMIKRON), IPOSIM (производитель EPIC). Сформулированы выводы о функциональности указанных программ.

В конце раздела сформулированы и обобщены основные проблемы разработки и испытаний охладителей мощных СПП.

Раздел 2 посвящен разработке математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе. В начале раздела, в соответствии с известными классификационными признаками [1], приводится классификация разрабатываемой математической модели, которая является: по сложности объекта моделирования, который рассматривается как система, - имитационной; по зависимости выходных параметров от входных - нелинейной; по степени определенности используемых параметров -детерминированной; по поведению модели во времени - статической; по цели моделирования -оптимизационной; по методу реализации - алгоритмической.

При разработке математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе, приняты следующие допущения: все ребра имеют одинаковые размеры и постоянное по высоте сечение; ребро и основание достаточно тонкие, так что в ребре существует градиент температуры только в направлении у, в основании - только в направлении х (рисунок 1); коэффициент теплоотдачи постоянен на всей поверхности теплообмена, а на торцах ребер и основании равен нулю; плоский источник тепла равномерно распределен по всему сечению основания в плоскости установки прибора.

Охладитель конструкции, представленной на рисунке 1, рассматривается как неизолированная открытая система с внутренней температурой Тт, взаимодействующая с окружающей средой, имеющей температуру Тт;р Система состоит из конечного числа параметров, каждый из которых имеет конечное число состояний. Состояние системы характеризуется тепловым сопротивлением Я, которое определяется такими параметрами, как толщина ребер <5, длина ребер Ь, межреберное расстояние Ь, высота ребер И, общая высота охладителя Н, общая ширина охладителя В, количество ребер п, перепад температур \Т0Щ, - Твн\ и физические свойства О самой системы:

Я = /(3,Ь,ЬЛН,В,п,Т,П)->т ш, (1)

где <5е {д,,д2,...Зк} -множество возможных значений толщины ребра;

Ь е {Ь],Ь2,...Ьт} - множество возможных значений расстояний между ребрами;

ле \п{,пг,...пр\ - множество возможных значений количества ребер;

к е {/г,,А2,.../гл.} - множество возможных значений высоты ребер;

Здесь значение величин к, т, р, 5 зависит от числа элементов множеств. Величины Т, Ь, Н, В- константы.

О. = <р(Л,с,р,8,т^гас1Т) - функция, описывающая процесс теплопроводности в охладителе, изготовленном из материала, имеющего удельную теплоемкость с, плотность р теплопроводность X, и представляют собой количество тепла с!(), проходящее через суммарную поверхность 5 охладителя за время т пропорционально градиенту

температуры gradT.

Для нормальной работы представленной модели должны выполняться следующие условия:

Основной целью в решении поставленной задачи является приведение системы в оптимальное состояние, которое характеризуется минимальным значением функционала Я, в котором параметры и переменные удовлетворяют условию (2) и ранее принятым допущениям. За критерий оптимальности принимается такое Лт,„=Л—*т'ш, при котором выполняется условие:

где Ярасч ~ начальное значение теплового сопротивления;

Др = 5 % - число, характеризующее точность расчета.

В результате будем иметь следующую задачу: необходимо из всех возможных допустимых состояний системы при заданных ограничениях и цели определить количество ребер с таким соотношением их толщины и расстояния между ними при фиксированной ширине, длине и высоте охладителя, когда тепловое сопротивление будет минимальным.

Данная задача относится к задачам нелинейного программирования. Анализ решения поставленной задачи проводился методом множителей Лагранжа и методом равномерного поиска. В связи с полученными идентичными результатами анализа и сравнительно малым числом переменных, имеющих малое количество значений, в работе рассмотрен метод равномерного поиска.

Итак, математическая задача может быть сформулирована в следующем виде: из областей возможных значений указанных параметров необходимо определить такой набор, который доставляет функционалу (5) минимальное значение.

Придадим модели предметной области математическую формулировку, где примем следующее:

28, +Ь,<В, Ь,* О,

В + Ь,

(2)

А, < Я.

(3)

х!=д, х2=Ь, хЗ=И, х4=п; у 1=1, у2=с, уЗ=р, у4=Б, у5=т, у6=%гас1Т.

Тогда математическая модель примет вид:

в,(х\,х2,хЪ,х4 ,Н,Ь,В,Т) = г, / = I + 1,...,у

Дх1, х2, хЗ, х4, Н, Ь, В, Т, 0)-*пип,

(5)

где д„ в\ - непрерывные по совокупности аргументов функции, имеющие непрерывные частные производные по всем переменным.

/(х1, х2, хЗ, х4, Н, Ь, В, Т, О) - непрерывная по совокупности аргументов функция, имеющая непрерывные частные производные по всем переменным,

г— граничное значение компонентов предметной области, 0=(р(у1, у2, уЗ, у4, у5, уб), / б С(£>),

Д = (х1 £ [я1;г1],*2 е [а2;г2],хЗ е [аЗ;гЗ],х4 е [аА\гА]) - область, в которой изменяются переменные.

Данная задача имеет решение в случае, если 0» 6} удовлетворяют отмеченным выше требованиям.

Учитывая предметную модель (1) и принятые обозначения система ограничений будет иметь вид (6):

2х1 + х2<В, х2*0,

(6)

хЗ — Н<0.

Тогда для конкретного случая функционал будет иметь вид:

при принудительном воздушном охлаждении (7):

2-*3-*4-/Л хЗ 0,04:

+ х2-(х4«1) +

(7)

0,021-ЯРг1">1Ь|

т1'

при естественной конвекции функционал принимает вид (8)

С

2 • хЗ ■ х4 ■ /й

- + х2 • (х4 -1)

2л1

".VI ■(«,+«„)•

при лучистом теплообмене функционал принимает вид (9):

_Ь-Ь_

2x1

у1 зау

(9)

при жидкостном охлаждении функционал принимает вид (10):

0,021 ■ Я-Рг^'д! 2-х!1-.т4 /Л XI)-'-П + х2(х4-1)

{ ЛУ ) [Рг.] № Я

(10)

где, в соответствии с известной моделью «оребренное ребро» [2], общее тепловое сопротивлении для представленной конструкции охладителя определяется следующим равенством:

Я = Лот, + Я,<

где К,(

х1

(П)

У.

тепловое сопротивление теплопроводности основания

охладителя, где 8ср - средняя площадь контакта прибора и оребренного основания, м2.

Ят,

тепловое сопротивление теплоотдачи, 2.

где ^р = 2-хЗ х4-Ь - поверхность рёбер, м2; F „;, = х2-Ь-(х4-1) - поверхность меж ребер, м2; Е - коэффициент эффективности ребра, определяемый

I \У, , , „„

определяемый

как Е=-

' .. ; а- коэффициент теплоотдачи, _——,

2 -а м1-град

АГи-у,

следующим образом: а ~ , , где с1т1 - эквивалентный диаметр

"же

прямоугольного канала.

Коэффициент теплоотдачи при принудительном турбулентном течении в каналах определяется числом Нуссельта N11, как N11=0,021 -Ке0*-Рг^43,где Яе - число Рейнольдса, которое прямо пропорционально скорости течения жидкости в прямоугольном канале заданного диаметра и обратно пропорционально кинематической вязкости воздуха.

Коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции описывается зависимостью, предложенной М. А. Михеевым: Ыиж=С-(СгРг)"ж, где значения констант Сил выбираются по справочным таблицам.

Коэффициент теплоотдачи при принудительном водяном турбулентном течении в каналах определяется уравнением:

✓ чП.25

Рг_

где Ргс выбирается по средней

Nu =0,021- Re^-Pr

0,43

Pc

температуре поверхности охлаждающих каналов из таблиц справочников.

Для исследования описанной выше математической модели создан ряд алгоритмов, на основе которых разработан пакет прикладных программ по расчету теплового сопротивления и анализу массогабаритных параметров охладителей. В разделе подробно описаны алгоритмы функционирования модели. Общая блок-схема разработанного пакета прикладных программ представлена на рисунке 2.

Методика расчета

□ 00ИВ

Перебор всех Выбор

возможных оптимальных

вариантов расчета значений

С

Выход

Сохранение в MS WORD

Вывод на экран всех вариантов /

7-

Построение графика

Рисунок 2 - Общая блок-схема пакета прикладных программ

Разработанный пакет прикладных программ состоит из 2 исполняемых файлов. Для проверки адекватности модели, реализованной в пакете прикладных программ, выбраны 3 охладителя: БК-1538, ВР-01, БХС-573. Критерием адекватности выступала максимальная разница полученных значений, равная 5 %. Результаты, полученные с помощью математической модели, сравнивались с паспортными значениями тепловых сопротивлений охладителей. Рассчитанные с помощью пакета прикладных программ значения тепловых сопротивлений охладителей отличаются от паспортных значений на величину, не превышающую 5 %, что не превышает выбранное значение критерия адекватности математической модели, значит принятые при разработке математической модели положения, гипотезы, допущения и физические значения констант являются верными, а сама модель с известной точностью соответствует реальному объекту.

В разделе 3, в соответствии с одной из задач работы, приведено описание разработанного испытательного стенда для испытаний охладителей. Стенд разработан для экспериментального подтверждения рассчитанных значений тепловых сопротивлений охладителей. В разделе подробно рассмотрен алгоритм работы стенда и обоснован выбор элементов. Описан принцип действия стенда. Обобщенная электрическая схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема электрическая обобщенная

В конце раздела рассчитаны и приведены метрологические характеристики измерительной части испытательного стенда.

Раздел 4 посвящен практическому использованию имитационной математической модели - анализу и оптимизации массогабаритных параметров существующих охладителей и испытаниям разработанных эффективных охладителей.

Задачей анализа и оптимизации массогабаритных параметров охладителей П02100 АД31, БК 265, БК 1538 является нахождение таких размеров ребер, расстояния между ними и их количества в заданных габаритах, при которых тепловое сопротивление охладителя будет минимальным.

Анализ геометрии представленных охладителей с принудительным воздушным охлаждением с перебором всех возможных размеров проводился с шагом 0,1 мм в границах ± 4 мм от толщины ребра и межреберного расстояния.

Анализ и оптимизация, проведенные с помощью имитационной математической модели, реализованной в пакете прикладных программ, показали, что целесообразней охладитель П02100 АД31 изготавливать с количеством ребер - 14 шт. вместо 12 шт., толщиной ребра - 4 мм вместо 5 мм, расстоянием между ребер 11 мм вместо 13 мм. При анализе и оптимизации охладителя БК 265 установлено, что минимальное тепловое сопротивление охладитель имеет при 20 ребрах вместо 16 с межреберным расстоянием 6,5 мм вместо 8,5 мм. При анализе и оптимизации охладителя БК 1538 установлено, что минимальное тепловое сопротивление охладитель имеет при 25 ребрах вместо 20 с межреберным расстоянием 10,3 мм вместо 13 мм и толщиной ребра 5 мм вместо 6 мм. Эффективность проведенной оптимизации заключается в уменьшении теплового сопротивления указанных охладителей в среднем на 26,2 %.

Результаты оптимизации послужили основанием для изготовления опытных образцов охладителей, характеристики которых были подтверждены испытаниями на двух установках: на типовом стенде для испытаний охладителей СИО-1 и разработанном испытательном стенде. Разница полученных значений на двух стендах составила 0,001 °С/Вт. Такое несоответствие обуславливается разной точностью приборов и находится в пределах нормы. Поэтому далее в работе рассматриваются только результаты испытаний на изготовленном стенде. Отмечено, что испытания на стенде автора работы и составление отчетов без учета монтажа охладителей заняли 35 минут для одного охладителя, а на СИО-1 измерения, обработка и расчет теплового сопротивления превысили 1,5 часа для одного охладителя.

Тепловые характеристики исходных охладителей (строки 1-3), а также характеристики, полученные в результате оптимизации (строки 4-6), и результаты испытаний (строки 7-9) отражены в таблице 1.

Таблиц а 1 - Значения тепловых сопротивлений

Тип охладителя Тепловое сопротивление °С/Вт при скорости воздуха

3 м/с 6 м/с 9 м/с

1 П02100 АД31 0,168 0,126 0,099

2 БК 265 0,158 0,119 0,091

3 БК 1538 0,130 0,095 0,073

4 П02100 АД31 - ОПТ* 0,143 0,105 0,085

5 БК 265 - ОПТ* 0,095 0,071 0,058

6 БК 1538-ОПТ* 0,092 0,075 0,056

7 П02100 АД31 - ОПТ (Испыт") 0,147 0,107 0,089

8 БК 265 - ОПТ (Испыт") 0,097 0,074 0,059

9 БК 1538-ОПТ (Испыт*) 0,093 0,074 0,056

Примечание:

* - охладители, оптимизированные с помощью пакета прикладных программ;

* - охладители, оптимизированные с помощью пакета прикладных программ и

испытанные на разработанном испытательном стенде.

Проведен анализ точности полученных результатов. Максимальная погрешность результата измерения теплового сопротивления составила 0,005 °С/Вт или 4,7 %.

Следует заключить: эффективность разработанных охладителей подтверждена испытаниями на изготовленном испытательном стенде и существующем типовом стенде. Экспериментальные данные с известной точностью соответствуют результатам моделирования.

В заключении подведены итоги проделанной работы и приведены основные результаты диссертационного исследования. ■

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В проведенном исследовании дано теоретическое и практическое обоснование решений по единым подходам нормирования, разработки, испытаний и оценки параметров охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов, разработаны алгоритмы, созданы технические и программные средства.

В рамках настоящей работы решены следующие задачи:

1. Разработана имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Реализация имитационной математической модели в ряде алгоритмов позволила разработать пакет прикладных программ для расчета тепловых сопротивлений и анализа массогабаритных параметров охладителей.

3. Анализ и оптимизация, проведенные с помощью имитационной математической модели, позволили получить охладители, тепловые сопротивления которых:

- для П02100 АД31-ОПТ на 12,5 % меньше теплового сопротивления охладителя П02100 АД31;

- для БК 265-ОПТ на 37,1 % меньше теплового сопротивления охладителя БК 265;

- для БК 1538-ОПТ на 24,5 % меньше теплового сопротивления охладителя БК 1538.

4. Разработан специализированный испытательный стенд для испытаний охладителей мощных СПП.

Эффективность разработанных охладителей подтверждена испытаниями на изготовленном и существующем испытательных стендах.

Сформулированы рекомендации предприятиям, занимающимся разработкой СПП и охладителей, по улучшению метрологических характеристик испытательных стендов и применению современных программных средств при разработке и испытаниях охладителей.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Саванин, A.C. Проектирование и испытания охладителей силовых полупроводниковых приборов / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Приборы и Системы. Управление, контроль, диагностика. - М. - 2008. - №3. - С. 41-43.

Публикации в других изданиях

2. Саванин, A.C. Использование современных измерительных усилителей и датчиков для модернизации и построения испытательных установок различного назначения / A.C. Саванин, Д.С. Шутов // Главный метролог. -М.-2007. - №1 (34).-С. 50-51.

3. Саванин, A.C. Автоматизация тепловых расчетов охладителей полупроводниковых приборов / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Естественно-научные исследования: теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов). Вып. 5. -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 9-12.

4. Саванин, A.C. Программа автоматизированного расчета тепловых сопротивлений охладителей СПП / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Телеграф отраслевого фонда алгоритмов и программ. Инновации в науке и образовании. - М. - 2007. - №7(30). - С. 27.

5. Саванин, A.C. Автоматизированное проектирование охладителя СПП с воздушной системой охлаждения / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Телеграф отраслевого фонда алгоритмов и программ. Инновации в науке и образовании. - М. - 2007. - №9(32). - С. 16.

6. Саванин, A.C. Программное обеспечение системы испытаний охладителей СПП / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики (Сб. начн. тр. V Всерос. науч.-техн. Конф). -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2007. - С. 161-164.

7. Саванин, A.C. Роль математического моделирования при разработке охладителей СПП / A.C. Саванин, С.А. Панфилов // Естественно-научные исследования: теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов). Вып.8. - Саранск: [Ковылк. тип], 2008. - С. 17-19.

8. Саванин, A.C. Математическая модель теплообменных процессов охладителей СПП / A.C. Саванин, С.А. Панфилов // Естественно-научные исследования: теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов). Вып.8. - Саранск: [Ковылк. тип], 2008. - С. 22-23.

9. Саванин, A.C. Нормирование и оценка параметров охладителей силовых полупроводниковых приборов / A.C. Саванин // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики (Сб. начн. тр. VI Международной науч.-техн. Конф). - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008. - С. 126-128.

10. Саванин, A.C. Испытания охладителей СПП / A.C. Саванин, В.М. Каликанов // Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики (Сб. начн. тр. VI Международной науч.-техн. Конф). - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2008.-С. 133.

11. Саванин, A.C. Система управления процессом испытаний - СУПИ / A.C. Саванин, В.М. Каликанов, С.А. Панфилов, Ю.А. Фомин // Телеграф отраслевого фонда алгоритмов и программ. Инновации в науке и образовании. - М. - 2009. - №1(48). - С. 8.

12. Саванин, A.C. Аттестация программного обеспечения испытательного стенда / A.C. Саванин // Естественно-научные исследования: теория, методы, практика (Межвузовский сборник научных трудов). Вып. 7. -Саранск: [Ковылк. тип.], 2009. - С. 3-5.

СВИДЕТЕЛЬСТВА О РЕГИСТРАЦИИ РАЗРАБОТОК

Свидетельства об отраслевой регистрации разработок

1. Программа автоматизированного расчета тепловых сопротивлений охладителей СПП / Саванин A.C., Каликанов В.М., Панфилов С.А., Фомин Ю.А. // Зарегистрирована в отраслевом фонде алгоритмов и программ г. Москва под № 50200701555. Свидетельство № 8776 от 17.07.2007.

2. Автоматизированное проектирование охладителя СПП с воздушной системой охлаждения / Саванин A.C., Каликанов В.М., Панфилов С.А., Фомин Ю.А. // Зарегистрирована в отраслевом фонде алгоритмов и программ г. Москва под №.50200702107. Свидетельство № 9107 от 27.09.2007.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Ашихмин, В.Н. Введение в математическое моделирование: учебное пособие / В.Н. Ашихмин, М.Б. Гитман, И.Э. Келлер, О.Б. Наймарк, В.Ю. Столбов, П.В. Трусов, П.Г. Фрик. - М.: Университетская книга, Логос, 2007. - 440 с.

[2] Рабинерсон, A.A. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов / A.A. Рабинерсон, Г.А. Ашкинази. - М.: Энергия, 1976. - 296 с.

Заказ № 88/04/09 Подписано в печать 16.04.2009 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1

Список сокращений и обозначений.

Введение.

1 Изучение и анализ исследований по проблемам разработки и испытаний охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

1.1 Обзор видов охлаждения и конструкций охладителей для мощных силовых полупроводниковых приборов.

1.2 Анализ требований к надежности и охлаждению полупроводниковых приборов в зависимости от тепловых режимов работы.

1.3 Анализ существующих методов измерения тепловых сопротивлений охладителей.

1.4 Обзор программ и методов расчета тепловых сопротивлений охладителей.

1.5 Проблемы разработки и испытаний эффективных охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

2 Моделирование и разработка программных средств для анализа и оптимизации параметров охладителей.

2.1 Концепция построения математической модели.

2.2 Описание объекта моделирования.

2.3 Разработка математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе.!.

2.4 Реализация математической модели в виде программ для ЭВМ.

2.5 Проверка адекватности математической модели.

3 Разработка испытательного стенда для исследования тепловых характеристик охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

3.1 Задачи разработки испытательного стенда.

3.2 Разработка аппаратной части испытательного стенда.

3.3 Разработка программного комплекса по управлению испытательным стендом.

3.4 Метрологическое обеспечение разработки испытательного стенда.

4 Оптимизация и испытания охладителей, исследование результатов моделирования.

4.1 Анализ и оптимизация массогабаритных параметров охладителей.

4.2 Исследование результатов анализа и оптимизации охладителей.

4.3 Оценка точности проведенных экспериментов.

Актуальность темы

В настоящее время увеличение выпуска преобразовательной техники привело к развитию производства силовых полупроводниковых приборов. По оценкам отечественных экспертов, спрос на них в России неуклонно растет. Потребность проявляется не только в силовых полупроводниковых приборах, но и в охладителях, которые используются вместе с ними. Охладители позволяют расширить диапазоны нагрузок полупроводниковых приборов и значительно увеличивают срок их службы. Надежность и долговечность мощных силовых полупроводниковых приборов и преобразователей на их основе в значительной степени определяются их тепловым режимом работы, т.е. температурным полем в приборе и его изменением во времени. При конструировании полупроводниковых приборов и преобразователей стремление к повышению токосъема с одного прибора и мощности всего преобразователя, с одной стороны, и к созданию компактных конструкций, с другой, приводит к повышенному выделению тепла. В связи с этим проблема отвода тепла от мощных силовых полупроводниковых приборов с целью обеспечения нормального теплового режима работы определила приоритеты научно-исследовательских работ по проектированию охладителей силовых полупроводниковых приборов.

Изучению и решению вопросов по проблемам теплоотвода посвящено большое количество работ под авторством Радашевича А.Б., Лесина Б.А., Венделанда В.М., Мочалова Б.В., Дульнева Г.Н., Рабинерсона А.А., Ашкинази Г.А., Borst D.V., Cooper D., Ikeda S., Araki Т., Tsuda S., Waki Y. [1 - 7] и др.

В настоящее время проблемам обеспечения нормального теплового режима работы полупроводниковых приборов уделяют особое внимание и производители электронных компонентов, например, SEMIKRON, EPIC, MITSUBISHI [8, 9] и др. Результаты исследований в данных компаниях периодически отражаются в работах Annacker R., Hermwill М., Li J.,

Seng D [10, 11, 12] и др.

Из опубликованных по данной тематике научных работ можно сделать вывод, что для производителей и разработчиков охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов актуальны проблемы по созданию новых, оптимальных с точки зрения теплоотвода охладителей, заключающиеся в использовании адекватных и согласованных методик проектирования, расчета, анализа и испытаний, которые реализуются современными аппаратными и программными комплексами.

Поэтому рассмотрение вопросов по проектированию, разработке и испытаниям эффективных охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов в свете описанных проблем обуславливает актуальность диссертационного исследования.

Цель и задачи исследований

Целью работы является совершенствование существующих и разработка новых охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

Для реализации поставленной цели в диссертационном исследовании решаются следующие задачи:

1. Разработка имитационной математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Разработка пакета прикладных программ для анализа существующих и разработки новых охладителей.

3. Анализ и оптимизация массогабаритных параметров существующих охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

4. Разработка специализированного испытательного стенда для экспериментального подтверждения полученных результатов.

Методы исследований

В диссертации использованы существующие и вновь разработанные программные средства, методы математического моделирования, схемотехники, теории измерений.

Научная новизна

1. Разработана новая имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Созданы алгоритмы по расчету тепловых сопротивлений охладителей мощных СПП.

3. Разработан новый пакет прикладных программ по расчету тепловых сопротивлений и анализу массогабаритных параметров охладителей мощных СПП.

4. На основе созданного пакета прикладных программ предложены новые эффективные охладители мощных СПП.

5. Разработан новый программный комплекс по управлению специализированным испытательным стендом для испытания охладителей.

Практическая значимость полученных результатов

Предложены алгоритмы и программные средства, позволяющие решать задачи:

- по расчету тепловых сопротивлений охладителей;

- по оптимизации массогабаритных параметров охладителей;

- по контролю и расчету параметров охладителей при их испытаниях с помощью специализированного испытательного стенда.

Разработанные программно-аппаратные средства позволили провести испытания изготовленных охладителей и подтвердить результаты, полученные с помощью математической модели.

Основные научные результаты, выносимые на защиту

1. Имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе.

2. Пакет прикладных программ, его алгоритмы и описание.

3. Специализированный испытательный стенд для испытаний охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

4. Программный комплекс по управлению испытательным стендом.

5. Новые конструкции охладителей мощных C1JL1JL

Личный вклад автора диссертации

Обоснование задач исследований в первой главе выполнены совместно с группой ученых. Разработка математической модели, описывающей теплообменные процессы, протекающие в охладителе, компьютерное моделирование, написание программных средств, проектирование испытательного стенда, испытания и анализ полученных результатов выполнены автором самостоятельно.

Достоверность результатов

Достоверность результатов работы основана на экспериментальном подтверждении адекватности разработанной модели и на совпадении экспериментальных и расчетных данных.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- заседаниях кафедры теоретической и общей электротехники ГОУВПО Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, г. Саранск, 2006 г., 2007 г., 2008 г;

- объединенных заседаниях кафедры прикладной математики ГОУВПО Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева и Средневолжского математического общества, г. Саранск, 2008 г., 2009 г;

- 12 научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Саранск, 2007 г;

- V Всероссийской научно-технической конференции в секции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики», г. Саранск, 2007 г;

- 13 научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Саранск, 2008 г;

- 8 Международной научной конференции «Дифференциальные уравнения и их приложения», г. Саранск, 2008 г;

- VI Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития отечественной светотехники, электротехники и энергетики» г. Саранск, 2008 г;

- VIII Научно - технической конференции молодежи, г. Москва, 2008 г.

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 12 печатных работ и получено 2 свидетельства о регистрации разработок в отраслевом информационном фонде.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объём диссертации составляет 176 страниц, включая 20 таблиц, 51 рисунок, 68 формул и 3 приложения. Список использованных источников составляет 110 наименований.

Заключение

Проведенные в диссертационной работе исследования показали, что одним из направлений развития рассмотренной области является повсеместное использование математического аппарата и вычислительных средств при разработке, анализе и испытаниях охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов.

В работе дано теоретическое и практическое обоснование решений по единым подходам нормирования, разработки, испытаний и оценки параметров охладителей мощных силовых полупроводниковых приборов, разработаны алгоритмы, созданы технические и программные средства.

В рамках настоящей работы решены следующие задачи:

1. Разработана имитационная математическая модель, описывающая теплообменные процессы, протекающие в охладителе;

2. Реализация имитационной математической модели в ряде алгоритмов позволила разработать пакет прикладных программ для расчета тепловых сопротивлений и анализа массогабаритных параметров охладителей;

3. Разработан специализированный испытательный стенд для испытаний охладителей мощных СПП;

4. Анализ и оптимизация, проведенные с помощью имитационной математической модели, позволили получить охладители, тепловые сопротивления которых:

- для П02100 АД31-ОПТ на 12,5 % меньше теплового сопротивления охладителя П02100 АД31;

- для БК 265-ОПТ на 37,1 % меньше теплового сопротивления охладителя БК 265;

- для БК 1538-ОПТ на 24,5 % меньше теплового сопротивления охладителя БК 1538.

Эффективность разработанных охладителей подтверждена испытаниями на существующем и разработанном специализированном испытательном стенде. Максимальная погрешность результата измерения теплового сопротивления составляет 0,005 °С/Вт или 4,7 % от измеренного значения.

Сформулированы рекомендации предприятиям, занимающимся разработкой СПП и охладителей, по улучшению метрологических характеристик испытательных стендов и применению современных программных средств при разработке и испытаниях охладителей.

1. Дульнев, Г.Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах Текст. / Г.Н. Дульнев. М. - JL: Госэнергоиздат, 1963. - 288 с.

2. Мочалов, Б.В. Оптимальный расчет ребристых радиаторов полупроводниковых триодов Текст./ Б.В. Мочалов // Электротехника. -1970. -№11. -С. 24 -31.

3. Рабинерсон, А.А., Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов Текст. / А.А. Рабинерсон, Г.А. Ашкинази. М.: Энергия, 1976. -296 е.: ил.

4. Borst, D.V. Inverter thyristors what affects themhow to characterize them Текст./ D.V. Borst, D. Cooper, «Electronic Component», vol. 2. - №10. - 1969.-C. 1177- 1188.

5. Ikeda, S. The di/dt capability of thyristors Текст./ S. Ikeda, T. Araki, «Proceeding of the IEEE», vol. 55. №8. - 1967. - C.1301 -1305.

6. Ikeda, S. The current pulse ratings of thyristors Текст./ S. Ikeda, S. Tsuda, Y. Waki, «IEEE Transactions on Electron Devices», №9. 1970.- C. 765 - 770.

7. PCC HP High-Power Capacitors for Heavy-Duty Applications, EPCOS AG Электронный ресурс. Электрон, текстовые, граф. данные, 2002. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM): зв., цв. - Систем, требования: ограничены требованиями к ОС MS Windows.

8. Capacitors for Power Electronics, EPCOS AG Электронный ресурс. -Электрон, текстовые, граф. данные, 2001. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM): зв., цв. - Систем, требования: ограничены требованиями к ОС MS Windows.

9. Annacker, R. 1200 V Modules with Optimised IGBT and Diode Chips Электронный ресурс.: статья / R. Annacker, M. Hermwill; Режим доступа:117www.semikron.com, Semikron Elektronik GmbH, 2000.

10. Li, J. Modern IGBT/FWD chip sets for 1200 V applications Электронный ресурс.: статья / J. Li, R. Hetzer, R. Annacker, B. Koenig; Режим доступа: www.semikron.com, Semikron Elektronik GmbH, 2000.

11. Li, J. Using 128-series IGBT modules to upgrade iverters with 124-series modules Электронный ресурс.: статья / J. Li, D. Seng; Режим доступа: www.semikron.com, Semikron International, 1998.

12. Колпаков, А.И. SEMITRANS один в пяти лицах Электронный ресурс.: статья / А.И. Колпаков // Электронная версия статьи, журнал Компоненты и технологии, М., №8, Режим доступа: http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/index.htm, 2003.

13. Полянский, И.И. Новые дискретные транзисторы компании IXYS Текст. / И.И. Полянский // Электронные компоненты (монтаж компонентов). М. - 2005.- №6.- С. 37-38.

14. Пряхин, С.С. Силовые конденсаторы нового поколения РСС HP от EPCOS AG Текст. / С.С. Пряхин // Электронные компоненты (монтаж компонентов). М. - 2005. - №6.- С. 41 - 42.

15. Волошин, С.С. Новое имя в силовой электронике России Текст. / С.С. Волошин // Электронные компоненты (монтаж компонентов). М. - 2004. -№6. - С. 59 - 60.

16. Konrad, S. Тепловые параметры силовых модулей в широтно-импульсных преобразователях Электронный ресурс.: статья / S. Konrad, Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=144, Technical University of Ilmenau, Germany, 2000.

17. Электронные компоненты (монтаж компонентов) Текст.: журнал/ учредитель ООО «ИД Электроника». 2004, М., №11.

18. Электронные компоненты (монтаж компонентов) Текст.: журнал/ учредитель ООО «ИД Электроника». 2005, М., №6.

19. Колпаков, А.И. Новые модули IGBT компании SEMIKRON-лучше и дешевле Текст. / А.И. Колпаков // Электронные компоненты (монтажкомпонентов). М. - 2005. - №6. - С. 29 - 34.

20. Компоненты и технологии Текст.: журнал, М., №2, 2003.

21. Компоненты и технологии Текст.: журнал, М., №8, 2000.

22. Колпаков, А.И. Автоматизация теплового расчета оконечных каскадов на IGBT транзисторах Текст. / А.И. Колпаков // Экспресс Электроника. М.- 1998. -№ 5. С. 21-22.

23. Колпаков, А.И. Автоматизация теплового расчета оконечных каскадов на IGBT транзисторах Текст./ А.И. Колпаков // Экспресс Электроника. М.- 1998. № 6. - С. 27 - 29.

24. Applications handbook — Power semiconductor devices. International Rectifier Электронный ресурс.: текстовые и графические данные Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=13, Semikron Elektronik GmbH, 1995.

25. Diebold, E.J., Luft, W. Thermal Impedance of Cooling Fins, AIEE Transactions, PI Электронный ресурс.: текстовые и графические данные/ E.J. Diebold, W. Luft // Режим доступа: http://www.semikron.com/internet, Semikron Elektronik GmbH, 2005.

26. Goldman, W. E. An Introduction to the Art of Heat Sinking, Electronic Packaging and Production Электронный ресурс.: текстовые и графические данные / W.E. Goldman // Режим доступа: http://www.semikron.com/internet, Semikron Elektronik GmbH, 2005.

27. General Considerations for IGBT and IPM, Mitsubishi Application Notes Электронный ресурс.: текстовые и графические данные Режим доступа: http://www.mitsubishichips.com/Global/common/cfm/eDataSheets.cfm7FOLDER =/product/power, 2007.

28. Thermal Considerations in the Application of Silicon Rectifier. IR Designer's Manual Электронный ресурс.: текстовые и графические данные Режим доступа: http://www.mitsubishichips.com/Global/common/cfm/eDataSheets.cfm? FOLDER=/product/power, 1991.

29. Москатов, Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам Текст. /

30. Е.А. Москатов. Изд 2-е, испр. - Таганрог, 2000. - 219 е.: ил.

31. Сайт компании Охладитель-СПП Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ohladitelspp.ru. - 2008.

32. ТУ 16-729.377-83. Охладители воздушного охлаждения для приборов штыревого и таблеточного исполнения Текст. Саранск: [б.и.], 1983. - 96 с.

33. ТУ 16-729.111-78. Охладители водяного охлаждения для приборов штыревого и таблеточного исполнения Текст. Саранск: [б.и.], 1983. - 96 с.

34. Охладители компании SEMIKRON Электронный ресурс.: электронный каталог — справочник по охладителям. Режим доступа: www.semikron.com. -2008.

35. Чебовский, О.Г. Силовые полупроводниковые приборы Текст. / О.Г. Чебовский, Л.Г. Моисеев, Р.П. Недошивин. 2-е издание. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 400 е.: ил.

36. Чернышев, А. А., Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники Текст. / А.А. Чернышев, В.И. Иванов, А.И. Аксенов, Д.Н. Глушкова. М.: Энергия, 1980. - 216 е.: ил.

37. ГОСТ 20859.1-89 (СТ СЭВ 1135-88). Приборы полупроводниковые силовые. Общие технические требования Текст. Введ. 1990-01-01. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1990. - 24 с.

38. ГОСТ 23900-87 (СТ СЭВ 1136-86). Приборы полупроводниковые силовые. Габаритные и присоединительные размеры Текст. Введ. 1988-0701. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1988. - 37 с.

39. Протокол №4/06 испытаний охладителя из профиля БК-1538 длиной 300 мм Текст. Саранск: [б.и.], 2006. - 10 с.

40. Протокол №7/06 испытаний охладителя длиной 300 мм Текст. -Саранск: [б.и.], 2006. 10 с.

41. Протокол №6/04 испытаний охладителя из профиля DXC 573 длиной 900 мм Текст. - Саранск: [б.и.], 2004. - 10 с.

42. Колпаков, А.И. Контрольная точка, или об умении читать DATASHEET «между строк» Текст. / А.И. Колпаков, Е.Е. Карташев // Электронныекомпоненты (монтаж компонентов). М. - 2005. - №6. - С. 119 - 126.

43. Freyberg, М. Measuring Thermal Resistance of Power Modules Электронный ресурс.: статья / M. Freyberg, U. Scheuermann; Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=144, SEMIKRON Int, 2003.

44. Freyberg, M. Measuring Thermal Resistance of Power Modules. Application Note VI.0 Электронный ресурс.: статья / M. Freyberg; Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/ index.jsp?sekld=144, SEMIKRON Int, 2003.

45. Линевег, Ф. Измерение температур в технике Текст. / Ф. Линевег. М.: Металлургия, 1980. - 544 с.

46. Hecht, U Static and trancient thermal Resistance of advanced power modules Электронный ресурс.: статья / U. Hecht, U. Scheuermann, Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=144, Semikron Elektronik Semikron Elektronik GmbH, 2002.

47. Usage of SKiiP Systems, SEMIKRON Электронный ресурс.: текстовые и графические данные Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/ index.jsp?sekld=12, Semikron Elektronik GmbH, 2002.

48. Scheuermann, U. Reliability of Pressure Contacted Intelligent Power Modules Электронный ресурс.: статья / U. Scheuermann, Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/ index.jsp?sekld= 144, Semikron Elektronik GmbH, 2002.

49. Held, M. Fast power cycling test for IGBT modules in traction application,

50. Электронный ресурс.: статья / М. Held, P. Jacob, G. Nicoletti, P. Scacco, M.H. Poech, Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp? sekld=147, Semikron Elektronik Semikron Elektronik GmbH, 1999.

51. ГОСТ 24461 80. (СТ. СЭВ 1656 - 79). Приборы полупроводниковые силовые. Методы измерений и испытаний Текст. Введ 1980. - М.: Издательство стандартов, 1981. - 56 с.

52. ГОСТ 25293-82. Охладители воздушных систем охлаждения силовых полупроводниковых приборов. Общие технические условия Текст. Введ 1980. М.: Издательство стандартов, 1981. - 56 с.

53. Методика экспериментального определения тепловых сопротивлений охладителей СПП при естественном и принудительном воздушном охлаждении Текст.: Ред.1. Саранск: [б.и.], 1974. - 10 с.

54. Методика измерения скорости охлаждающего воздушного потока в полупроводниковых преобразовательных агрегатах Текст. Саранск: [б.и.].- 1974.-8 с.

55. Цветков, Ф.Ф. Тепломассообмен: Учебное пособие для вызов Текст. / Ф.Ф. Цветков, Б.А. Григорьев. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2005.- 548 е.: ил.

56. Калинин, Э.К. Интенсификация теплообмена в каналах Текст. / Э.К. Калинин. 3 изд., пер. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 206 с.

57. Патанкар, С.В. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах Текст. / С.В. Патанкар, пер. с англ. Е.В. Калабина, ред. Г.Г. Янькова. М.: Изд-во МЭИ, 2003.-310 с.

58. Самарский, А.А. Численные методы решения задач конвекции — диффузии Текст. / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич. М.: Эдиториал УРСС, 1999.-247 с.

59. Ройзен, Л.И. Тепловой расчет радиаторов силовых полупроводниковых вентилей Текст./ Л.И. Ройзен, И.Н. Дулькин, Н.И. Ракушина, В кн.: Силовые полупроводниковые приборы. М.: Информэлектро, 1969.1. С. 122-133.

60. Бартош, Е.Ф. Основы расчета ребристых охладителей полупроводниковых вентилей электроподвижного состава Текст. / Е.Ф Бартош // Вестник ВНИИЖТ. 1970. - Вып. 2. - С. 11-15.

61. Рабинерсон, А.А. Метод приближенного расчета охладителя с развитой поверхностью для полупроводникового прибора Текст. / А.А. Рабинерсон // «Преобразовательная техника». 1970. - №9-10. - С. 27-30.

62. Колпаков, А.И. Программа теплового расчета SEMISEL Электронный ресурс.: статья / Электронная версия журнала Компоненты и технологии, М., №9, Режим доступа: http://www.kit-e.ru/articles/powerel/20029102.php, 2002.

63. Колпаков, А.И. Принципы работы и особенности программы теплового расчета SEMISEL Текст. / А.И. Колпаков, Е.Е. Карташев // Электронные компоненты (силовая электроника). М. - 2004. - .№6. - С. 94 - 102.

64. Freyberg, М. Measuring Thermal Resistance of power Modules. PCIM Europe journal, Электронный ресурс.: статья / M. Freyberg, U. Scheuermann, Режим доступа: http://www.semikron.com/internet/index.jsp?sekId=144 2003.

65. Thermal Considerations in the application of silicon rectifier, IR Designer's manual Электронный ресурс.: текстовые и графические данные Режим доступа: http://www.semikron.com/ internet/ index.jsp?sekld=12, Semikron Elektronik GmbH, 1991.

66. Сайт компании Mitsubishichips Электронный ресурс. Режим доступа: www.mitsubishichips.com. - 2008.

67. Сайт компании Semikron Электронный ресурс. Режим доступа: www.semikron.com. -2008.

68. Сайт компании Eupec Электронный ресурс. Режим доступа: www.eupec.com. - 2008.

69. Исакеев, А.И. Эффективные способы охлаждения силовых полупроводниковых приборов Текст. / А.И. Исакеев, И.Г. Киселев, В.В. Филатов. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 136 е.: ил.

70. Колпаков, А.И. IGBT или MOSFET? Практика выбора Электронный ресурс.: текстовые и графические данные/ А.И. Колпаков // Режим доступа: http://www.elcp.ru/ 2006.

71. Ашихмин, В.Н. Введение в математическое моделирование: Учебное пособие Текст. / В.Н. Ашихмин, М.Б. Гитман, И.Э. Келлер, О.Б. Наймарк, В.Ю. Столбов, П.В. Трусов, П.Г. Фрик. М.: Университетская книга, Логос, 2007. - 440 с.

72. Луканин, В.Н. Теплотехника: Учебник для вузов Текст. / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др. М.: Высш.шк., 1999. - 671 е.: ил.

73. Исаченко, В. П. Теплопередача Текст. / В. П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. 4 изд. - М.: Энергоиздат, 1981. - 417 с.

74. Шураев, О.П. Теплотехника: Теплопередача и теплообменные аппараты. Теория подобия и экспериментальное исследование конвективного теплообмена Текст. / О.П. Шураев. Н. Новгород: ВГАВТ, 2006. - 52 с.

75. Бажан, П.И. Техническая термодинамика и теплопередача. Сборник задач, ч. 2: учебное пособие Текст. / П.И. Бажан. Н. Новгород: ВГАВТ, 1996.-97 с.

76. Ерофеев, В.Л. Теплотехника Текст. / В.Л. Ерофеев. М.: Академкнига, 2006. - 488 с.

77. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике Текст. / Под ред. В.К.Кошкина. М.: Машиностроение , 1992. - 528 с.

78. Крашенинников, В.В. Теплотехника: Учебное пособие Текст. / В.В. Крашенинников, В.И. Запрягаев, В.М. Потапов. Новосибирск: НГПУ, 2004. - 100 с.

79. Луканин, В. Н. Теплотехника: Учеб. для вузов Текст. / В. Н. Луканин, М. Г. Шатров, Г. М. Камфер и др.; Под. ред. В. Н. Луканина. 3 е изд., испр. -М.: Высш.шк., 2002. - 671 с.

80. Кудинов, В.А. Техническая термодинамика Текст. / В.А. Кудинов, Э.М. Карташов. М.: Высш.шк., 2000. - 261 е.: ил.

81. Тепломассообмен при получении полупроводниковых материалов Текст. / Под ред. А.В.Абдуллаева, В.И.Полежаева. М.: Наука, 1990. - 200 с.

82. Кутателадзе, С.С. Анализ подобия и физические модели Текст. / С.С. Кутателадзе. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1986. - 296 с.

83. Надежность и эффективность в технике: Справочник Текст. / В 10 т./Ред. совет.: В. С. Авдуевский (пред.) и др. М.: Машиностроение, 1987 - (В пер.). Т. 4.: Методы подобия в надежности // Под общ. ред. В. А. Мельникова, Н. А. Северцева, 280 е.: ил.

84. Седов, Л.И. Методы подобия и размерности в механике Текст. / Л.И. Седов. М.: Наука, 1987. - 430 с.

85. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования Текст. / В.А. Веников, Г.В. Веников. М.: Высш. шк., 1984. - 197 с.

86. Михалев, М.А. Теория подобия и размерностей Текст. / М.А. Михалев. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 67 с.

87. Советов, Б.Я. Моделирование систем: Учеб. для вузов Текст. / Б.Я. Советов, С.А. Яковлев. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 2001. -343 е.: ил.

88. Гидалевич, В.Б. Теплоотдача корпусов микросхем при естественном охлаждении Текст. / В.Б. Гидалевич, В.Ф. Давыдов, В.Н. Мешков и др. // "Вопросы радиоэлектроники" Сер. ТРТО. 1979. - вып. 3. - С. 20-23.

89. Закс, Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем Текст. / Д.И. Закс. М.: Радио и связь, 1983. - 128 с.

90. Закс, Д.И. Контроль теплового режима ИС по температуре корпуса Текст. / Д.И. Закс, Л.Ф. Наговицына // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника. вып 2. - 1987. - С. 27-31.

91. Блох, А.Г. Теплообмен излучением: справочник Ю.А. Журавлев, Л.Н. Рыжков, А.Г. Блох. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 431 с.

92. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник Текст. /под ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина, Теплоэнергетика и теплотехника: справ, серия: в 4 кн.; кн. 4. М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 631 с.

93. Теляшева, Г.Д. Теплопередача Текст. / Г.Д. Теляшева. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 76 с.

94. Петухов, Н.А. Краткий курс технической термодинамики и тепломассообмена Текст. / Н.А. Петухов. — Новосибирск: Новосиб. гос. аграр. ун-т. Ин-т мех. сел. хоз-ва, 1999. 196 с.

95. Назмеев, Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно-шероховатых каналах Текст. / Ю.Г. Назмеев. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 376 с.

96. Петросян, В.Г. Методы перебора в решении физических задач Текст. /

97. B.Г. Петросян, Т.В. Петросян // Информатика и образование. — 1996. №3.1. C. 73-83.

98. Алхутов, М.С. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: справочник Текст. / М.С. Алхутов, А.А. Амосов, Т.Ф. Басова, Теплоэнергетика и теплотехника: справ, серия: в 4 кн.; кн. 1. М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 528 с.

99. Чернышев, А.А. Обеспечение тепловых режимов изделий электронной техники Текст. / А.А. Чернышев, В.И. Иванов. М.: Энергия, 1980. - 216 с.

100. Сайт компании НВМ IMT Электронный ресурс. Режим доступа: www.hbm.com. - 2007.

101. ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению Текст. Введ. 1985-07-01. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1984. - 16 с.

102. ГОСТ Р 8.585-2001. ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования Текст. Введ. 2002-07-01. - М.: Госстандарт России, ИПК Издательство стандартов, 2001. — 68 с. •

103. Описание CATMAN Электронный ресурс. — Электрон, текстовые, граф. данные, 2007. — 1 электрон, опт. диск (CD-ROM): зв., цв. Систем, требования: ограничены требованиями к ОС MS Windows.

104. ГОСТ Р 8.568-97. ГСИ. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения Текст. Введ. 1997-10-10. - М.: Госстандарт России, ИПК Издательство стандартов, 2004. - 9 с.

105. ГОСТ 8.009-84. Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений Текст. Введ. 1984-07-13. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1985. - 32 с.

106. ГОСТ Р 8.596—2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения Текст. Введ. 2002-09-30. - М.: Госстандарт России, ИПК Издательство стандартов, 2002. - 16 с.

107. МИ 222-80. Методика расчета метрологических характеристик ИК ИИС по метрологическим характеристикам компонентов Текст. Введ. 1980-03-01. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1981. - 20 с.

108. МИ 2083-90. Рекомендация. ГСИ. Измерения косвенные. Определение результатов измерений и оценивание их погрешностей Текст. Введ. 199201-01. - М.: Госстандарт СССР, Издательство стандартов, 1991. - 10 с.