Metóda rozptylu tepla výkonového modulu IGBT
pre nové energetické vozidlá
Hlavnou príčinou zlyhania výkonových modulov IGBT je tepelné namáhanie spôsobené nadmernou teplotou. Dobrý tepelný manažment je mimoriadne dôležitý pre stabilitu a spoľahlivosť výkonových modulov IGBT. Nový regulátor motora energetických vozidiel je typický komponent s vysokou hustotou výkonu a hustota výkonu sa stále zvyšuje so zlepšovaním požiadaviek na výkon nových energetických vozidiel. Dlhodobá prevádzka a časté spínanie výkonového modulu IGBT v ovládači motora vytvára veľa tepla. So stúpajúcou teplotou sa výrazne zvýši aj pravdepodobnosť zlyhania výkonového modulu IGBT, čo v konečnom dôsledku ovplyvní výstupný výkon motora a spoľahlivosť systému pohonu automobilu. . Preto, aby sa udržala stabilná prevádzka výkonového modulu IGBT, je potrebný spoľahlivý dizajn odvodu tepla a hladký kanál na odvod tepla, aby sa rýchlo a účinne znížilo vnútorné teplo modulu, aby sa splnili požiadavky indexu spoľahlivosti modulu.
V súčasnosti výkonové moduly IGBT automobilovej triedy vo všeobecnosti používajú chladenie kvapalinou na odvod tepla a chladenie kvapalinou sa delí na nepriame chladenie kvapalinou a priame chladenie kvapalinou.
1. Nepriame chladenie kvapalinou
Nepriame chladenie kvapalinou využíva substrát odvádzajúci teplo s plochým dnom. Pod substrát je nanesená vrstva teplovodivého silikónového maziva, ktorá je tesne pripojená k kvapalinou chladenej doske. Chladiaca kvapalina prechádza kvapalinou chladenou doskou. Dráha odvádzania tepla je čip-DBC substrát-substrát odvádzajúci teplo s plochým dnom-tepelný kremík Mazivo-kvapalná chladiaca doska. Čip je zdrojom tepla a teplo je vedené hlavne na kvapalinovú chladiacu dosku cez substrát DBC, plochý spodný substrát na rozptyl tepla a tepelne vodivé silikónové mazivo a kvapalinová chladiaca doska potom odvádza teplo cez kvapalinové chladenie a konvekcia.
Pri nepriamom chladení kvapalinou sa výkonový modul IGBT priamo nedotýka chladiacej kvapaliny a účinnosť odvádzania tepla nie je vysoká, čo obmedzuje hustotu výkonu výkonového modulu.
2. Priame chladenie kvapalinou
Priame chladenie kvapalinou využíva substrát na rozptyl tepla kolíkového typu. Substrát na odvádzanie tepla umiestnený v spodnej časti napájacieho modulu pridáva štruktúru na odvádzanie tepla s kolíkovými rebrami, ktorú možno priamo doplniť tesniacim krúžkom na odvádzanie tepla cez chladiacu kvapalinu. Cesta odvádzania tepla je čip-DBC substrát-kolík substrát na odvádzanie tepla -Chladiaca kvapalina, nie je potrebné používať tepelné mazivo. Táto metóda spôsobuje, že výkonový modul IGBT je v priamom kontakte s chladiacou kvapalinou, celkový tepelný odpor modulu sa môže znížiť približne o 30% a štruktúra kolíka výrazne zväčšuje povrchovú plochu odvádzania tepla, takže účinnosť odvádzania tepla sa výrazne zlepšuje. a hustota výkonu výkonového modulu IGBT môže byť tiež navrhnutá vyššie. V súčasnosti sa priame kvapalinové chladenie stalo hlavnou metódou rozptylu tepla pre výkonové moduly IGBT automobilovej triedy.
