Technologia podłoża do rozpraszania ciepła modułu mocy IGBT klasy motoryzacyjnej

Główną przyczyną awarii modułu zasilającego GBT jest naprężenie termiczne spowodowane nadmierną temperaturą.Dobre zarządzanie temperaturą jest niezwykle ważne dla stabilności i niezawodności modułu mocy IGBT.Nowy sterownik silnika pojazdu energetycznego jest typowym komponentem o dużej gęstości mocy, a gęstość mocy wciąż rośnie wraz z poprawą wymagań wydajnościowych nowych pojazdów energetycznych.Moduł mocy IGBT w sterowniku silnika będzie generować dużo ciepła ze względu na długotrwałą pracę i częste przełączanie.Wraz ze wzrostem temperatury prawdopodobieństwo awarii modułu mocy IGBT również znacznie wzrośnie, co ostatecznie wpłynie na wydajność wyjściową silnika i niezawodność układu napędowego pojazdu..Dlatego, aby utrzymać stabilną pracę modułu mocy IGBT, wymagana jest niezawodna konstrukcja rozpraszania ciepła i gładki kanał rozpraszania ciepła, aby szybko i skutecznie zredukować wewnętrzne ciepło modułu, aby spełnić wymagania wskaźnika niezawodności modułu.

1. Funkcja i rodzaj podłoża rozpraszającego ciepło modułu IGBT

Podłoże rozpraszania ciepła jest podstawową strukturą funkcji rozpraszania ciepła i kanałem modułu mocy IGBT, a także jest ważnym elementem o stosunkowo wysokiej wartości w module.Cechy takie jak odpowiedni współczynnik rozszerzalności cieplnej, wystarczająca twardość i trwałość.

1. Podłoże radiatora z miedzianą igłą

Miedziane podłoże rozpraszające ciepło typu pin ma strukturę pin-fin, co znacznie zwiększa powierzchnię rozpraszania ciepła, umożliwiając modułowi mocy utworzenie struktury bezpośredniego chłodzenia typu pin-fin, skutecznie poprawiając wydajność rozpraszania ciepła modułu i promując miniaturyzację modułu półprzewodnikowego mocy.Ponieważ półprzewodnikowe moduły mocy do sterowników silników nowych pojazdów energetycznych mają wysokie wymagania dotyczące sprawności odprowadzania ciepła i miniaturyzacji, znalazły one szerokie zastosowanie w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych.

Przebieg procesu podłoża rozpraszającego ciepło igły miedzianej pokazano na powyższym rysunku.Główne etapy produkcji obejmują: projektowanie form, rozwój i produkcję, kucie precyzyjne na zimno, wykrawanie kształtowe, obróbkę CNC, czyszczenie, wyżarzanie, piaskowanie, gięcie łukowe, galwanizację, odporność Lutowanie / grawerowanie kodu identyfikacyjnego, test kontrolny itp.

2. Miedziany radiator z płaską podstawą

Miedziane podłoże rozpraszające ciepło z płaskim dnem jest powszechną strukturą rozpraszania ciepła dla półprzewodnikowych modułów mocy w tradycyjnej dziedzinie.Jego główną funkcją jest odprowadzanie ciepła z modułu na zewnątrz oraz mechaniczne podparcie modułu.Ten produkt jest tradycyjnie używany w kontroli przemysłowej i innych dziedzinach, a obecnie jest również używany w nowych dziedzinach, takich jak wytwarzanie nowej energii i magazynowanie energii.

Przebieg procesu miedzianego płaskodennego podłoża rozpraszającego ciepło pokazano na powyższym rysunku.Główne etapy produkcji obejmują: ścinanie, wykrawanie i wykrawanie, obróbkę CNC, wykrawanie / spłaszczanie piasty, piaskowanie, galwanizację, gięcie łukowe, maskę lutowniczą, test kontrolny itp.

2. Metoda rozpraszania ciepła modułu mocy IGBT klasy samochodowej

Obecnie moduły mocy IGBT klasy motoryzacyjnej na ogół wykorzystują chłodzenie cieczą do rozpraszania ciepła, a chłodzenie cieczą dzieli się na pośrednie chłodzenie cieczą i bezpośrednie chłodzenie cieczą.

1. Pośrednie chłodzenie cieczą

Pośrednie chłodzenie cieczą wykorzystuje płaskodenne podłoże rozpraszające ciepło.Pod podłoże nakłada się warstwę przewodzącego ciepło smaru silikonowego, który jest ściśle przytwierdzony do płyty chłodzonej cieczą.Ciecz chłodząca przepływa przez chłodzoną cieczą płytę.Ścieżka rozpraszania ciepła to chip-podłoże DBC-płaskodenne podłoże rozpraszające ciepło-krzem termiczny Smar-ciecz zimna płyta-chłodziwo.Oznacza to, że chip jest źródłem ciepła, a ciepło jest przekazywane głównie do płyty chłodzącej cieczą przez podłoże DBC, podłoże rozpraszające ciepło z płaskim dnem i przewodzący ciepło smar silikonowy, a następnie płyta chłodząca ciecz odprowadza ciepło przez chłodzenie cieczą i konwekcję.

W pośrednim chłodzeniu cieczą moduł mocy IGBT nie styka się bezpośrednio z cieczą chłodzącą, a wydajność rozpraszania ciepła nie jest wysoka, co ogranicza gęstość mocy modułu mocy.

2. Bezpośrednie chłodzenie cieczą

Bezpośrednie chłodzenie cieczą wykorzystuje podłoże rozpraszające ciepło typu pin.Podłoże rozpraszające ciepło znajdujące się w dolnej części modułu mocy dodaje strukturę rozpraszania ciepła w kształcie szpilki, którą można bezpośrednio dodać za pomocą pierścienia uszczelniającego, aby rozproszyć ciepło przez płyn chłodzący.Ścieżka rozpraszania ciepła to podłoże rozpraszające ciepło chip-DBC-pin-chłodziwo, nie trzeba używać smaru termicznego.Ta metoda sprawia, że ​​moduł mocy IGBT styka się bezpośrednio z chłodziwem, całkowity opór cieplny modułu można zmniejszyć o około 30%, a struktura pin-fin znacznie zwiększa powierzchnię rozpraszania ciepła, dzięki czemu wydajność rozpraszania ciepła jest znacznie poprawiona, a gęstość mocy modułu mocy IGBT może być również zaprojektowana na wyższą.