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散热器在IGBT行业的应用

来源:鳍片散热器_铲齿散热器_水冷板_热管_均热板-东莞市同创电子科技有限公司      时间:2024-01-13 10:25:09

IGBT模块等大功率器件的性能和可靠性直接关系到冷却系统的热性能。新的制造工艺和相关的新传热表面几何形状显着提高了液冷冷板的成本、流体动力学和热性能。


冷板可以被认为是电力电子组件的机械骨干,它不仅需要具有非常好的热性能,而且还必须结构坚固、具有成本效益,并且需要在该领域持续使用数年而不会出现问题. 同创电子拥有广泛的冷板制造钎焊技术,如感应焊、激光束焊、FSW-摩擦搅拌焊、电弧焊……此外,我们与专业机构合作,可以为您提供各种测试.


所谓IGBT 其实便是绝缘栅双极晶体管的一种简称,是一种三端半导体开关的器件,可用于多种电子设备中的高效快速开关的场景中。通常主要用于放大器以及一些通过脉冲宽度调制 (PWM) 切换/处理复杂的波形。


为了方便理解,我们可以把IGBT看作我们很熟悉的BJT和MOS管的融合体。所以,不难看出,IGBT具有BJT的输入特性和MOS管的输出特性。但是与BJT或MOS管相比,绝缘栅双极型晶体管IGBT的优势便在于它提供了一个比标准双极型晶体管更大的功率增益,以及更高的工作电压和更低的MOS管输入损耗。所以,IGBT往往有着更好的工作特性。

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IGBT散热器


就像上面说的 IGBT 是 BJT 和 MOS管的融合集成体,所以IGBT 的符号也代表相同。如下图所示:可以看到输入侧代表具有栅极端子的 MOS管,输出侧代表具有集电极和发射极的 BJT。集电极和发射极是导通端子,栅极是控制开关操作的控制端子。


IGBT散热模块


igbt模块的散热器应按照使用条件、运行环境及igbt模块主要参数做好匹配选择,以确保符合igbt模块运行时对散热器的需求。


散热器表层的光洁度应少于10μm,每一个螺丝间的平面扭曲少于10μm。为了能减小接触热阻,建议在散热器与igbt模块间涂上一层很薄的导热硅脂。针对igbt模块底板为铜板的模块,在散热器与igbt模块匀称受力后,以从igbt模块边沿可看到有些许导热硅脂挤出为最佳。针对igbt模块底板为DBC墓板的模块,散热器表层务必平整、光洁,选用丝网印刷或圆辊滚动的方式涂敷一薄层导热硅脂后,使二者匀称压接。


在为igbt模块组装散热器时,每一个螺钉需按说明书中提供的力矩拧紧。力矩不足会造成热阻提升或运作中出现螺钉松动现象。


仅组装1个igbt模块时,应将其装在散热器中心位置,使热阻最低。组装几个igbt模块时,应按照每一个模块的发热情况留下对应的空间,发热大的模块应留下较多的空间。


两点组装紧固螺丝时,紧固第1个和第2个螺丝时力矩为额定力矩的1/3,随后重复数次紧固,使其达到额定力矩。


四点组装和两点组装类似。紧固螺丝时,以1/3额定力矩先后对角紧固,随后重复数次,使其达到额定力矩。


用带纹路的散热器时,应使IGBT长的,方向沿着散热器的纹路,以减小散热器的变形。2只模块在一个散热器上组装时,使其按短的方向并列摆放,正中间留下充足的距离,具体目的是风机散热时减小热量叠加,非常容易散热,最大限度发挥散热器的效率。


二是模块端子的连接应有利于减小杂散电感,尤其是高频用时更为重要。


在连接元器件时,主端子电极间不可以有张力和压力作用,连接线(条)务必符合应用需求,避免因电极端子发热在模块上出现过热。