變頻器散熱系統(tǒng)的設計包括以下三個方面：
1、依據負載計算功率器件的損耗【1】；
2、功率器件及散熱器的熱阻計算及建模仿真，求取散熱器與功率器件各點的溫度【1】；
3、根據各點的溫升以及實際環(huán)境條件，調整風扇選型、散熱器以及風道設計，確定最終的散熱系統(tǒng)方案【1】。
（一）損耗的計算
以igbt模塊為例，損耗分為開關損耗和導通損耗。其中開關損耗又分為igbt芯片的開關損耗和diode芯片的反向恢復損耗，其計算公式如下：
由上式可知：開關損耗與開關頻率成正比，與輸出電流成正比，與直流電壓成正比。
導通損耗也分為igbt芯片的導通損耗和diode芯片的導通損耗，計算一般分為：
通過簡化可以得到以下公式：
上述參數也可以通過線性擬合來獲知，從而得到實際電流時的導通損耗。
在實際損耗計算中，還要考慮結溫影響、過載損耗、不同工況條件下?lián)p耗等因素。
（二）熱阻的計算及建模仿真
熱阻表示熱量在熱流路徑上遇到的阻力大小，反映介質或介質間的傳熱能力的大小，表明了1w熱量所引起的溫升大小，單位為℃/w或k/w。（一般表達熱阻時，需說明從某處到某處的熱阻，可以分別表示）
對于igbt的熱阻，可以通過器件手冊中的數據獲悉其結殼的熱阻rjc。散熱器的熱阻以強制空氣冷卻用散熱器為例，熱阻經驗公式為：
式中，k為散熱器熱導率，單位w/(cm·℃)；d為散熱器基板厚度，單位cm；a為散熱器有效散熱面積，單位cm2；c1為散熱器表面狀況和安裝狀態(tài)相關系數，散熱器水平安裝與垂直安裝的散熱效果不同；c2為強迫風冷條件下散熱器相對熱阻系數；c3為空氣換熱系數。
在設計工作中，還應考慮導熱硅脂的熱阻和不同風扇的風量等因素，并通過實際測試結果與計算值對照進行建模仿真，求取功率器件和散熱器各關鍵點的溫升。
（三）散熱系統(tǒng)的設計
一般應用中，均設置散熱器溫升為40k，環(huán)境溫度為40?c，那么計算結果應該不高于80?c。如果計算結果高于80?c，則需要對散熱系統(tǒng)進行優(yōu)化改進以降低熱阻，以保證功率器件結溫處于安全值內（以最高結溫為175℃的四代igbt為例，應確保應用中最高結溫在150℃以內）。
對于強迫風冷的散熱系統(tǒng)，降低散熱器熱阻的主要方法有：
①插片式散熱器，對基板的厚度，翅片的高度、厚度、間距和數目進行合理優(yōu)化。
②對于型材散熱器可根據廠家提供的熱阻曲線或參數優(yōu)選型材。
③在允許的情況下，應選擇導熱系數較高的材料。
④將散熱器垂直放置，加大進風口與出風口的距離，利用相對較輕的熱氣 流形成煙囪效應。
⑤通過合理優(yōu)化散熱系統(tǒng)的風道形狀來改變空氣相對于散熱器表面的流動方向，在空氣流場中加入紊流，增強系統(tǒng)對流換熱效果。其中，紊流時的散熱效果為層流時的3～4倍。
⑥采用多個高轉速、大功率風扇，通過提高空氣流動速度，增強系統(tǒng)換熱效果。