随着IGBT技术的不断发展,大功率IPM模块在工业生产中应用也越来越广泛,常被应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源等领域。伴随着功率模块集成度不断提高、功率不断增大、体积不断减小,模块工作时温度不断增加,合理的功率单元结构及DBC基板芯片布局有利于提高功率模块散热性。因此,对IPM内部关键结构的进一步探索和研究,有助于IPM结构优化设计和改善其散热性能。本文介绍了大功率IGBT模块及IPM结构在国内外的发展现状,基于有限元软件对IPM中功率单元及散热单元结构进行研究设计。首先,分析了IGBT模块内部各组成结构特点、属性及功能,同时介绍了IPM的结构组成。其次,在现有1700V/1200A IGBT模块的基础上,本文采用有限元软件对设计出的IPM功率单元及散热单元进行建模和稳态热仿真,参考其它实验室公布数据,验证了模型正确性。然后,结合新技术,完成IPM功率单元结构设计,主要包括焊接技术优化、结构材料优化,内部结构优化。其中采用烧结技术替代原有的焊接技术,针对不同材料在温度变化时产生的热应力效应,采用新材料及新的内部结构减小不同结构之间的热应力效应,有效的降低模块稳态工作时的温度,增加模块的使用寿命。通过对比优化前后的IGBT模块在ANSYS Workbench中的稳态温度分布,验证设计的合理性与可靠性。最后,确定采用在功率单元内部集成分流器的方式测量电流,并对功率单元DBC基板芯片布局、寄生电感进行研究分析,设计出功率单元结构。根据功率单元结构确定了散热单元尺寸,并对IPM散热部分进行分析,得出大功率IPM散热单元结构。