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1.1 ÊÔÑéÔ­Àí

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1.2 ´ý²âÆ÷¼þ¼°ÊÔÑéÌõ¼þ

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2.1 ÈÈÌØÐÔ¶Ô±È

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ͼ 5 ¸ø³öÁË´ý²âÆ÷¼þ 1 ºÍ 3 ÔÚ´óµçÁ÷¹Ø¶ÏºóÀäÈ´¹ý³ÌÖеÄоƬ½áα仯¡£Ê¹ÓÃÈÈÃôµç²ÎÊý Vce(sat)À´¼ÆËãоƬ½áÎÂʱ£¬Vce(sat)-Tj µÄ¹ØϵÊÇÔÚСµçÁ÷ϽøÐб궨µÄ£¬Òò´ËÖ»ÄÜÓÃÀ´²âÁ¿Ð¡µçÁ÷ϵÄѹ½µ£¬´Ó¶ø¼ÆËãµÃµ½½µÎ½׶εĽáα仯¡£Ê¹ÓÃÈÈÃôµç²ÎÊý Vce(sat)À´¼ÆËãоƬ½áΣ¬ËäÈ»²»ÄÜ»ñµÃ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÔÑéÖмÓÈȽ׶εĽáα仯£¬µ«ÊǽµÎ¹ý³ÌºÍÉýιý³ÌµÄζȱ仯ÊǶԳƵÄ¡£´Ó²âÁ¿½á¹ûÀ´¿´£¬ËäÈ»Á½ÖÖ²»Í¬·â×°ÐÎʽµÄÄ£¿éµÄ½á⨶¯·¶Î§Ò»Ö£¬µ«ÔÚ½µÎ¹ý³ÌÖУ¬Ä£¿é 3 µÄ½áνµÎÂËÙÂʸßÓÚÄ£¿é1£¬ÕâÊÇÓÉÓÚ Pin-Fin »ù°åÄ£¿é²»½ö½áµ½Ë®ÈÈ×èСÓÚƽ°å»ù°åÄ£¿é£¬ÆäÈÈÈÝÒ²¸üС£¬Ê¹µÃ Pin-Fin »ù°åÄ£¿éµÄÉ¢ÈÈЧÂʽϸߡ£ÓÉÓÚ 5 s µÄÀäȴʱ¼äÏà¶Ô½Ï³¤£¬Ê¹µÃƽ°å»ù°åÄ£¿éµÄоƬ½áÎÂÓÐ×ã¹»µÄʱ¼äÀäÈ´µ½ºÍ Pin-Fin »ù°åÄ£¿éÏàͬµÄζȣ¬ÕâÒ²±£Ö¤ÁËÉ¢ÈÈЧÂÊÏà¶Ô½ÏµÍµÄƽ°å»ù°åÄ£¿é£¬ÈÔÈ»¿ÉÒÔÀäÈ´µ½×îµÍ½áΠ50¡æµÄʵÑéÌõ¼þ¡£

2.2 ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÙÃü

ͼ 6 ÊÇÄ£¿é 1 ºÍÄ£¿é 3 µÄ U1 ¹Ü£¬ÔÚ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÔÑé¹ý³ÌÖеı¥ºÍѹ½µ¡¢½áβÈÈ×è±ä»¯ÇúÏß¡£ÎªÁ˱ãÓÚÖ±¹ÛµØ¶Ô¸÷Æ÷¼þµÄ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÙÃü½øÐжԱȣ¬Ñ¡È¡Ä£¿é 1 µÄ U1 ¹ÜʧЧʱµÄÊÙÃüΪ N0£¬ÆäÓà¸÷¹ÜµÄ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÙÃüÒÔ N0 Ϊ»ù´¡½øÐйéÒ»»¯¡£ÀÏ»¯¹ý³ÌÖУ¬ÈÈ×èµÄÔö·ù²»´ó£¬µ±Æ÷¼þʧЧʱ£¬Ä£¿é 1 µÄ U1¹ÜÈÈ×èÔö´óÁË 2.2%£¬Ä£¿é 3 µÄ U1 ¹ÜÈÈ×èÔö´óÁË0.6%¡£ÊµÑé½áÊøʱ£¬Ä£¿é 1 µÄ U1 ¹Ü±¥ºÍѹ½µÔö´óÁË 6.9%£¬Ä£¿é 3 µÄ U1 ¹Ü±¥ºÍѹ½µÔö´óÁË 5.1%¡£ÔÚͼ 6 µÄ±¥ºÍѹ½µÇúÏßÖУ¬»¹¿ÉÒÔ¿´µ½Á½´ÎÊý¾ÝÍ»±ä£¬ÕâÊÇÓÉÓÚ¼üºÏÏßµÄÍÑÂ䣬ʹÆ÷¼þµÄµçÁ÷»Ø·µç×èÖµÔö´ó£¬Ôì³ÉÁ˱¥ºÍѹ½µµÄÔö¼Ó¡£ÓÉ´Ë¿ÉÒÔÅжϣ¬Æ÷¼þµÄʧЧÊÇÓÉÓÚ¼üºÏÏßµÄÍÑÂäÒýÆðµÄ£¬º¸²ã³öÏÖÁËÇá΢µÄÍË»¯£¬µ«²»ÊÇÆ÷¼þµÄÖ÷ҪʧЧģʽ¡£

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2.3 ʧЧ·ÖÎö

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ͼ 9 ÊÇʵÑéºóÄ£¿é 1 µÄ U1 ¹ÜоƬº¸²ã³¬ÉùɨÃèÕÕƬ¡£´Ó³¬ÉùɨÃè½á¹ûÀ´¿´£¬º¸²ãµÄÍË»¯³Ì¶È½ÏС£¬Ó빦ÂÊÑ­»·ÊÔÑé¹ý³ÌÖÐÈÈ×èµÄ±ä»¯¹æÂÉÒ»Ö¡£

ͼ 10 ¸ø³öÁË 4 ֻģ¿éµÄ¼üºÏÏßʧЧλÖ÷ֲ¼¡£ÍÑÂäµÄ¼üºÏµã¾ùλÓÚоƬ±íÃæ½ðÊô²ãÇøÓò£¬³Ä°å¸²Í­ÉϼüºÏµãÍêºÃ¡£ÍÑÂäµÄ¼üºÏµã·Ö²¼ÓÚоƬÖÐÐÄ£¬Ð¾Æ¬±ßÔµ¼üºÏÏßδ·¢ÏÖʧЧ¡£Ïà¶ÔÓÚƽ°å»ù°åÄ£¿é¶øÑÔ£¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿éÍÑÂäµÄ¼üºÏµã¸ü¼Ó¼¯ÖÐÓÚоƬÖÐÐÄλÖá£

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3.1 ·ÂÕæÄ£ÐÍ

·ÂÕæ²ÉÓÃÈ«³ß´çÈýάģÐÍ£¬ÎªÁ˼õÉÙ¼ÆËãÁ¿£¬È¥³ýÁ˹ܿÇ¡¢Ä¸ÅŶË×Ó¡¢¸¨Öú¶Ë×Ó¡¢¹è½º£¬½ö°üº¬Ð¾Æ¬¡¢¼üºÏÏß¡¢º¸²ã¡¢³Ä°å¡¢»ù°åµÈ½á¹¹£¬ÆäÖлù°å·ÖΪƽ°å»ù°åºÍ Pin-Fin »ù°åÁ½ÖÖÐÎʽ¡£·ÂÕæÄ£ÐͺöÂÔÁËÄ£¿éÖпÉÄÜ´æÔÚµÄȱÏÝ£¬º¸²ã¼ò»¯Îªºñ¶È¾ùÔÈ¡¢ÎÞ¿Õ¶´µÄ²ã×´½á¹¹¡£±í 2 ÁгöÁË·ÂÕæÖÐʹÓõIJÄÁϲÎÊý£¬ÆäÖУ¬Ð¾Æ¬µç×èÂʲÉÓÃÎÄÏ×[21]ÖÐÌá³öµÄ»ùÓÚÆ÷¼þ I-V ÌØÐԵĵÈЧµç×èÂʼÆËã·½·¨½øÐж¨Ò壬ÂÁ¼üºÏÏßʹÓÃË«ÏßÐÔµ¯ËÜÐÔÄ£ÐÍ£¬Çü·þÇ¿¶ÈΪ 30 MPa£¬ÇÐÏßÄ£Á¿Îª 500 MPa¡£º¸ÁÏʹÓà Anand Õ³ËÜÐÔ±¾¹¹Ä£ÐÍ[23-24]ÆäÓà²ÄÁÏÉèÖÃΪµ¯ÐÔ²ÄÁÏ¡£

²ÉÓõç-ÈÈ-Á¦¶àÎïÀí³¡ñîºÏÄ£Ä⹦ÂÊÑ­»·ÊÔÑéÖеçÁ÷²úÉú½¹¶úÈÈ£¬ÒýÆðÆ÷¼þζÈÉÏÉý£¬µ¼ÖÂÆ÷¼þ¸÷²¿¼þ¼ä²úÉúÈÈÓ¦Á¦ºÍ±äÐΡ£·ÂÕæÌõ¼þºÍʵÑéÌõ¼þÏàͬ£¬Í¨¹ý¶ÔоƬ¼ÓÔغÍʵÑéÏàͬµÄµçÁ÷À´½øÐвúÈÈ£¬»ù°åµ×²¿Ê©¼Ó¶ÔÁ÷»»Èȱ߽磬ģÄâÉ¢ÈÈÆ÷¶ÔÄ£¿éÉ¢ÈÈ¡£Í¨¹ýµ÷Õû¶ÔÁ÷»»ÈÈϵÊý£¬Ê¹Ð¾Æ¬Æ½¾ù½áÎÂÔÚ 50¡æ~150¡æÖ®¼ä²¨¶¯£¬ÓëʵÑéÌõ¼þ±£³ÖÒ»Ö¡£

3.2 ·ÂÕæ½á¹û

ͼ 11 ÊÇƽ°å»ù°åÄ£ÐÍºÍ Pin-Fin »ù°åÄ£Ð͵Ľáα仯ÇúÏߣ¬¿ÉÒÔ¿´µ½£¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿éµÄ½áα仯ËÙÂʸßÓÚƽ°å»ù°åÄ£¿é£¬ÔÚÉýν׶Σ¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿éоƬ½áÎÂÔçÓÚƽ°å»ù°åÄ£¿éÉý¸ßÖÁ×î´óÖµ£¬ÔÚ½µÎ½׶Σ¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿éоƬ½áÎÂϽµÒ²±Èƽ°å»ù°åÄ£¿é¸üÔç´ïµ½×îСֵ¡£Ï½µ½×¶ÎµÄζȱ仯Ç÷ÊÆÒ²ÔÚʵÑéÖеõ½ÁË֤ʵ£¬Èçͼ 5 Ëùʾ¡£

ͼ 12 ¸ø³öÁË´óµçÁ÷¹Ø¶Ïʱ¿Ì£¬Æ½°å»ù°åÄ£¿éºÍPin-Fin »ù°åÄ£¿éоƬ½áεķֲ¼¡£´óµçÁ÷¹Ø¶Ïʱ¿Ì£¬Ð¾Æ¬´ïµ½×î¸ßζȣ¬¶ÔÓÚƽ°å»ù°åÄ£¿é£¬Ð¾Æ¬ÖÐÐÄ×î¸ß½áÎÂΪ 173.8¡æ£¬Ð¾Æ¬±ß½Ç×î¸ß½áÎÂΪ 106.2¡æ£¬Î¶ȲîֵΪ 67.6¡æ¡£ÓëÖ®Ïà¶ÔµÄ Pin-Fin »ù°åÄ£¿é£¬Ð¾Æ¬ÖÐÐÄ×î¸ß½áÎÂΪ 176.8¡æ£¬Ð¾Æ¬±ß½Ç×î¸ß½áÎÂΪ102.6¡æ£¬Î¶ȲîֵΪ 74.2¡æ¡£½áºÏͼ 11£¬Á½ÖÖ²»Í¬½á¹¹µÄÉ¢Èȵװå·â×°ÐÎʽ£¬ÔÚƽ¾ù½áÎÂÏàͬµÄÌõ¼þÏ£¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿éµÄоƬ½áηֲ¼¸ü¼Ó²»¾ùÔÈ£¬Ð¾Æ¬ÉϵÄζÈÌݶȸü´ó£¬Ð¾Æ¬ÖÐÐĵÄ×î¸ßζȸü¸ß¡£

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ͼ 14 ÊÇ´óµçÁ÷¹Ø¶Ïʱ¿Ì£¬Æ½°å»ù°åÄ£¿éºÍPin-Fin »ù°åÄ£¿é¼üºÏÏßµÄËÜÐÔÓ¦±ä·Ö²¼£¬¼üºÏµã´¦³öÏÖËÜÐÔÓ¦±äµÄ×î´óÖµ£¬Æ½°å»ù°åÄ£¿é¼üºÏÏßµÄ×î´óËÜÐÔÓ¦±äΪ 2.335¡Á10^-3£¬Pin-Fin Ä£¿é¼üºÏÏßµÄ×î´óËÜÐÔÓ¦±äΪ 2.504¡Á10^-3£¬Ïà½Ïƽ°å»ù°åÄ£¿é¸ß 7.2%¡£Í¼ 15 ¸ø³öÁËÓÐÏÞÔªÊýֵģÄâµÃµ½µÄоƬÖÐÐļüºÏµãÔÚ 3 ¸öÑ­»·ÖÜÆÚÄÚµÄËÜÐÔÓ¦±äÀÛ»ý£¬¿ÉÒÔ¿´µ½£¬µÚÈý¸öÑ­»·ºÍµÚ¶þ¸öÑ­»·µÄËÜÐÔÓ¦±äÔöÁ¿²î±ð½ÏС£¬µ¥¸ö¹¦ÂÊÑ­»·ÖÜÆÚÄÚµÄËÜÐÔÓ¦±äÁ¿Ç÷ÓÚÎȶ¨¡£ÔÚµÚÈý¸öÑ­»·µÄ¹ý³ÌÖУ¬Æ½°å»ù°åÄ£¿é¼üºÏÏßµÄËÜÐÔÓ¦±ä±ä»¯Á¿Îª 1.01¡Á10^-3£¬Pin-Fin »ù°åÄ£¿é¼üºÏÏßµÄËÜÐÔÓ¦±ä±ä»¯Á¿Îª 1.36¡Á10^-3£¬±Èƽ°å»ù°åÄ£¿é¸ß³ö34.7%¡£

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Pin-Fin »ù°åÖ±½ÓÒºÀäµÄÌØÐÔÓÐЧ½µµÍÁË IGBTÄ£¿éÕûÌåÈÈ×裬ʹµÃÄ£¿éÉ¢ÈÈЧÂʵõ½Á˼«´óµØÌáÉý£¬Ôڵ綯Æû³µÓ¦ÓÃÁìÓòÕýÖð²½Ìæ´ú´«Í³Æ½°åÄ£¿é¡£±¾ÎÄ»ùÓÚÕâÁ½ÖÖ IGBT Ä£¿é£¬Ñо¿Á˲»Í¬É¢Èȵװå¶ÔÄ£¿é¹¦ÂÊÑ­»·ÊÙÃüµÄÓ°Ï죬¿ÉÒԵõ½ÈçϽáÂÛ£º

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3£©ÎªÁËÂú×ãÓ¦ÓõĶàÖØÐèÇó£¬Ä£¿éÉè¼ÆÐèÒª×ۺϿ¼ÂÇͨÁ÷ÄÜÁ¦ºÍ¿É¿¿ÐÔÄÜÁ¦£¬¶ÔÓÚ Pin-Fin »ù°åÄ£¿é£¬ÔÚ¸ü»»É¢Èȵװ彵µÍÄ£¿éÈÈ×èµÄͬʱ£¬ÈôҪʵÏÖͬµÈ¹¦ÂÊÑ­»·ÊÙÃü£¬Ò²ÐèÒª²ÉÈ¡´ëÊ©ÌáÉýÆä¿É¿¿ÐÔ¡£Á½Õß²»ÊǼòµ¥µÄÌæ»»¹Øϵ£¬ÔÚÉè¼ÆÄ¿±ê·½ÃæÓ¦¸ÃÊǶÀÁ¢¹Øϵ£¬ÔÚ¶àÎïÀí³¡·½ÃæÔòÊÇÏ໥ñîºÏ¹Øϵ£¬Î´À´»ùÓÚµç-ÈÈ-Á¦¶àÄ¿±êÓÅ»¯µÄÉè¼Æ·½·¨ÓÈΪÖØÒª¡£

×ÛÉÏËùÊö£¬±¾ÎÄ´ÓÏàͬζÈÌõ¼þ϶ԱȷÖÎöÁËÁ½ÖÖÉ¢ÈȵװåÏµĹ¦ÂÊÑ­»·ÊÔÑéÊÙÃü²îÒì¡£¹¦ÂÊÑ­»·¼ÓËÙÀÏ»¯ÊÔÑéÓëʵ¼ÊÓ¦ÓÃÌõ¼þÖ®¼ä´æÔÚ²î±ð£¬Ðè²ÉÓøüÇ¡µ±µÄ¼ÓËÙÊÙÃüÊÔÑé·½·¨ºÍÌõ¼þÀ´±íÕ÷Æ÷¼þÔÚÓ¦Óù¤¿öϵÄÊÙÃü¡£