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Principio y aplicación del disipador de calor del módulo IGBT

Vistas:10     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2022-02-25      Origen:Sitio

El rendimiento de disipación de calor del transistor bipolar de puerta aislada del controlador de motor (transistor bipolar de puerta aislada, el IGBT) se convierte rápidamente en motor IGBT que ahora se está arraigando en el mercado de la electrónica de potencia industrial, por ejemplo en disipador de calor (soldadura), en inversor de tracción, en accionamiento de motor, etc. .

disipador de calor igbt

Winsharethermolly proporciona productos de ensamblaje de disipadores de calor IGBT que permiten que IGBT funcione en gabinetes de alta temperatura mientras mantiene la temperatura de la unión de trabajo dentro de un rango seguro al combinar una baja resistencia térmica con silicio Vce (on).


En la mayoría de los casos, IGBT funciona con un dispositivo de mayor potencia, alta potencia significa mayor disipación de calor, ya que IGBT es hacia una gran capacidad,

alta frecuencia,

Fácil de conducir,

baja pérdida,

modular,

señala la dirección del desarrollo,


En comparación con otros dispositivos electrónicos de potencia, el disipador de calor IGBT tiene una alta


manejo sencillo,

fiabilidad

fácil de proteger,

no hay circuito de amortiguación y conmutación

la frecuencia es alta,

disipador de calor igbt con tubo de calor

Por lo tanto, el disipador de calor IGBT en el mercado de la electrónica se ha vuelto muy esencial y necesario.Para lograr este alto rendimiento, se utilizan muchos procesos en los circuitos integrados, como la epitaxia, la implantación de iones, la litografía fina, etc.


En los últimos años, el rendimiento y las capacidades del disipador de calor del módulo IGBT de potencia se han mejorado rápidamente, la corriente nominal ha alcanzado y accedido a cientos de amperios, y el voltaje soportado de más de 1500 V, y curiosamente sigue mejorando.


Dado que los dispositivos IGBT tienen las siguientes características positivas del diodo PIN, y las características del disipador de calor del módulo IGBT de potencia de canal p no son muy diferentes a las del IGBT de canal n, eso es muy propicio para adoptar una estructura complementaria y excelente en la aplicación, como como resultado, expandiendo su aplicación en el campo de la tecnología de control digital y ac.


La mayor ventaja de IGBT es su capacidad de que puede soportar choque actual en modo encendido o en estado de cortocircuito.Su conexión en paralelo no se considera un problema y su conexión en serie se considera fácil debido a su breve retardo de apagado.


Los modos de transferencia de calor IGBT incluyen refrigeración por aire,

refrigeración por agua,

disipador de calor de cobre o disipador de calor de aluminio.

Disipador de calor de tubería de calor para refrigeración IGBT

Su disipación de calor se basa en el principio básico de la transferencia de calor, una ruta de flujo de calor consiste en la menor resistencia térmica diseñada para el dispositivo, de modo que el calor emitido a través del dispositivo debe emitirse lo antes posible, para garantizar así que la temperatura de unión interna de todos los dispositivos siempre se mantiene y se mantiene dentro de la temperatura de unión permitida.


En la actualidad, el disipador de calor de tubo de calor IGBT existente en el mercado incluye principalmente una aleta de disipación de calor, un tubo de calor y un sustrato, en el que el sustrato está provisto de una serie de ranuras paralelas, y luego la ranura se suelda con soldadura a la sección de evaporación de el tubo de calor.


En la tecnología de disipador de calor de tubería de calor IGBT existente, la sección de evaporación relacionada con la tubería de calor siempre está enterrada en la ranura del sustrato, por lo tanto, no se ajusta directamente a la superficie IGBT.


En la fase del proceso de trabajo, el calor de la superficie IGBT primero se exporta y pasa a través del sustrato, y luego finalmente se transfiere a la tubería de calor y al disipador de calor.


Finalmente, el calor del disipador de calor se desplaza y se transfiere al aire por convección.Debido a que el sustrato tiene resistencia térmica, y esa es la razón por la cual el coeficiente de conductividad térmica de la tubería de calor es demasiado alto que el de la base, la eficiencia de conductividad térmica de la tubería de calor en comparación con el disipador de calor es limitada, y es por eso que el rendimiento de disipación de calor es reducido.


El disipador de calor IGBT puede transferir el calor de manera uniforme y sin problemas desde el sustrato hasta la aleta, lo que puede resolver de manera efectiva el problema de disipación de calor del alto flujo de calor, no solo con alta eficiencia, sino también con una estructura compacta y sin partes móviles requeridas, lo que realmente puede realizar libre de mantenimiento.


No se puede subestimar la importancia del procedimiento de montaje correcto para los módulos IGBT.Todos los módulos IGBT deben instalarse correctamente en un disipador de calor adecuado para garantizar que se pueda extraer el calor del módulo y, por lo tanto, garantizar que no se supere la Tj(max) (temperatura máxima de unión) del IGBT.


El uso de procedimientos de montaje incorrectos puede causar muchos problemas para los IGBT y, a menudo, es la causa de fallas en el campo.


A continuación, se destacan algunos de los pasos necesarios para garantizar que el módulo IGBT se monte correctamente.

Acabado disipador

La planitud del disipador de calor entre los orificios de montaje debe ser inferior a 50 μm por 100 mm.

La rugosidad de la superficie debe ser inferior a 10 μm.

Si la superficie del disipador de calor no es adecuadamente plana, el módulo puede tener un aumento inesperado de la resistencia térmica de contacto (Rth(cf)) entre el módulo y el disipador de calor.

Además, si la uniformidad del disipador de calor no cumple con los requisitos anteriores, es posible que se aplique una gran tensión mecánica al DCB del módulo y que se produzca una falla en el aislamiento.

Pasta termica

La grasa térmica entre el disipador de calor y la placa base del módulo es absolutamente esencial y necesaria para reducir la resistencia térmica de contacto.


La serigrafía más los rodillos son básicamente métodos de pegado de grasa térmica, sin embargo, se puede recomendar el uso de una máscara de plantilla cuando el espesor objetivo de la grasa es inferior a 100 μm.


Si usa un rodillo, la pasta térmica se debe aplicar sobre una superficie plana libre de suciedad y antigrasa, y se debe rodar uniformemente sobre el rodillo antes de aplicarlo al módulo.


Una vez que el módulo esté montado en el disipador de calor, no debería ver el exceso de pasta térmica filtrándose y absorbiéndose por los lados del módulo, y esto es una señal de que se pueden aplicar dos pastas térmicas.

Aplicación de disipador de calor en módulos IGBT

Tradicionalmente, los módulos IGBT se enfriaban primero mediante disipadores de calor enfriados por aire forzado.Los disipadores de calor enfriados por aire todavía se conocen como buenas soluciones de gestión térmica para módulos IGBT de baja potencia y menos restricciones de temperatura.Sin embargo, los módulos IGBT de alta potencia están especialmente refrigerados por disipadores de calor refrigerados por líquido, también conocidos con el nombre de placas frías.


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