Мы изучаем Ваши бизнес-цели
и прикладываем все усилия,
чтобы помочь Вам увеличить выгоду от проекта.

Что такое терморегулирование IGBT?

Модуль IGBT - это своего рода силовое устройство, которое обладает преимуществами низкого управляющего напряжения, высокой вычислительной мощности и высокой частоты переключения. Но он неразделим с тепловыми характеристиками. Слабыми сторонами силовых полупроводниковых модулей являются перенапряжение и перегрев. Если эффективно не управлять этим нагревом, это может привести к выходу оборудования из строя, снижению эффективности и сокращению срока службы. Только при точном проектировании тепловых характеристик устройства и системы можно обеспечить долгосрочную надежную работу устройства и полностью использовать его потенциал. В этом заключается тепловое управление IGBTs.

Непрерывная миниатюризация IGBT и быстро растущая номинальная мощность приводят к значительному увеличению теплового потока, что требует сложного управления температурой.


Технология и тенденции торговли

Что касается модулей, то технология теплоотдачи  IGBT в основном связана с упаковкой и повторным подключением. Технология упаковки и подключения модулей всегда основывалась на постоянной оптимизации основной платы, платы DBC,  сварки, линии сшивания  и теплоотдачи

Способ соединения между микросхемами: алюминиевая проволока/ полоса → медная проволока →  ровное подлкючение

Система охлаждения: одностороннее непрямое охлаждение → одностороннее прямое водяное охлаждение → двусторонняя система водяного охлажденияПлата DBC и подложка: итерация материала, начиная с A1203→AIN→Si3N4, материал подложки будет изменен с Cu на A1SiC.


Решение Walmate по терморегулированию IGBT
Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждение бывает двух видов: естественное охлаждение и вынужденное воздушное охлаждение.

охлаждение: в процессе эксплуатации температура компонента будет повышаться, и возникнет разница температур между ним и окружающей средой, поэтому теплообмен между компонентом и окружающей средой начнется самопроизвольно. Этот процесс может осуществляться самопроизвольно, без привлечения дополнительной энергии и мощности. Метод естественного охлаждения не требует проектирования вспомогательного оборудования для охлаждения, и он охлаждается непосредственно воздухом с более низкой внешней температурой, поэтому потребляет меньше энергии, обладает высокой надежностью и низким уровнем шума. Однако эта схема ограничена в обстоятельствах теплоотдачи с высокой мощностью

Вынужденное воздушное охлаждение: с помощью внешнего вспомогательного оборудования (например, вентилятора) воздух вокруг источника тепла создает принудительную конвекцию, тем самым забирая тепло, выделяемое компонентами. Преимущество метода вынужденного воздушного охлаждения заключается в простоте и практичности холодильного оборудования, а также в низкой цене изготовления. В настоящее время этот метод охлаждения чаще используется для охлаждения ветроэнергетических преобразователей. Однако эта схема ограничена в обстоятельствах с высокой мощностью теплоотдачи и низким уровнем шума.


Жидкостное охлаждение

Косвенное жидкостное охлаждение: косвенное жидкостное охлаждение означает, что нагревательные компоненты не находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью для теплоотдачи, а обмениваются им косвенно с помощью «холодной пластины». Косвенное жидкостное охлаждение обладает многими очевидными преимуществами, такими как простота оборудования, компактная конструкция, простота обслуживания, отсутствие загрязнения IGBT-модуля преобразователя и очень низкий уровень шума во время работы.


Теплоотдача по тепловой трубе

Тепловая труба является эффективным компонентом теплопередачи. Ее рабочий механизм заключается в том, что рабочая среда заполняется внутри закрытой трубы и корпуса, и в процессе фазового перехода среда будет обмениваться теплом эндотермическим и экзотермическим способами. Тепловые трубки изготовлены из материалов с высокой теплопроводностью. Поэтому они известны как сверхпроводящие тепловые тела. По сравнению с металлическими проводниками с хорошей теплопроводностью, теплопроводность тепловых труб почти в сто раз больше. К преимуществам тепловых труб относятся: хорошая теплопроводность, отличные изотермические свойства и адаптируемость к окружающей среде. Однако он обычно используется в ситуациях, когда требуется передача тепла на большие расстояния или средняя температура, и трудно удовлетворить требования к теплоотдаче, предъявляемые к мощным преобразователям энергии ветра.


Основные принципы работы
IGBT для теплоотдачи
Теплопроводность и теплоизлучение

Когда устройство питания IGBT работает, выделяется много тепла из-за потери состояния проводимости и потери переключения. Путь теплоотдачи проходит сверху вниз: микросхема → керамическая подложка CCL → радиатор. Наконец, благодаря активной или пассивной теплоотдачи, радиатор и воздух отводят тепло посредством конвекции и радиационного теплообмена.


Оптимизация термостойкости

Во всем процессе теплопроводности присутствует тепловое сопротивление, которое является основным фактором, влияющим на тепловыделение силового модуля IGBT. Для улучшения эффекта теплоотдачи наиболее важным методом является снижение теплового сопротивления.


Products and Services
Heatsinks
LCP
VALUE-ADDED SERVICES