IGBT tehomoduulin lämpöratkaisu
IGBT, uudentyyppinen tehopuolijohdelaite, on tärkeä rooli kehittyvillä aloilla, kuten rautatieliikenteessä, uusissa energiaajoneuvoissa ja älykkäissä sähköverkoissa. Liiallisen lämpötilan aiheuttama lämpöjännitys voi johtaa IGBT-tehomoduulien vikaantumiseen. Tässä tapauksessa kohtuullinen lämmönpoistorakenne ja esteettömät lämmönpoistokanavat voivat vähentää tehokkaasti moduulin sisäistä lämpöä, mikä täyttää moduulin suorituskykyvaatimukset. Siksi IGBT-tehomoduulien vakautta ei voida saavuttaa ilman hyvää lämmönhallintaa.
Ajoneuvoluokan IGBT-tehomoduulit käyttävät yleensä nestejäähdytystä lämmönpoistoon, joka jaetaan edelleen epäsuoraan nestejäähdytykseen ja suoraan nestejäähdytykseen. Epäsuorassa nestejäähdytyksessä käytetään tasapohjaista jäähdytysalustaa, jossa on kerros lämpöä johtavaa silikonirasvaa, joka on päällystetty alustalla ja kiinnitetty tiiviisti nestejäähdytyslevyyn. Sitten jäähdytysneste johdetaan nestejäähdytyslevyn läpi, ja jäähdytysreitti on: siru DBC-substraatti tasapohjainen jäähdytyssubstraatti lämpöä johtava silikonirasva nestejäähdytyslevyn jäähdytysneste. Siru toimii lämmönlähteenä, ja lämpö siirtyy pääasiassa nestejäähdytyslevylle DBC-substraatin, tasapohjaisen lämmönpoistoalustan ja lämpöä johtavan silikonirasvan kautta. Nestejäähdytyslevy vapauttaa sitten lämmön nestejäähdytyskonvektiolla.
Suora nestejäähdytysjäähdytys käyttää neulatyyppistä lämmönpoistoalustaa. Tehomoduulin pohjassa oleva lämmönpoistosubstraatti lisää neulan evän muotoisen lämmönpoistorakenteen, joka voidaan tiivistää suoraan tiivisterenkaalla lämmön haihduttamiseksi jäähdytysnesteen läpi. Lämmönpoistoreitti on sirun DBC-substraattineulatyyppisestä lämmönpoistoalustan jäähdytysnesteestä ilman lämpöä johtavaa silikonirasvaa. Tällä menetelmällä IGBT-tehomoduuli pääsee suoraan kosketukseen jäähdytysnesteen kanssa, mikä pienentää moduulin kokonaislämpövastusarvoa noin 30 %. Neulan evärakenne parantaa huomattavasti lämmönpoistopinta-alaa, mikä parantaa huomattavasti lämmönpoistotehokkuutta. IGBT-tehomoduulin tehotiheys voidaan myös suunnitella suuremmaksi.
Lämpöä johtava rasva on lämpöä johtava materiaali, joka vähentää rajapinnan kosketusten lämpövastusta. Paksuus on jopa 100 mikronia (liimaviivan paksuus tai BLT) ja lämmönjohtavuuskerroin välillä 0,4 - 10 W/m · K Se voi vähentää ilmarakojen aiheuttamaa kosketuslämpövastusta teholaitteiden ja jäähdytyselementtien välillä ja tasapainottaa rajapintojen välistä lämpötilaeroa. Kohtuullinen lämpörajapintamateriaalin valinta lämpöä johtavalla silikonirasvalla voi suojata IGBT-moduulien turvallisen ja vakaan toiminnan.
