איך IGBT Power Module מתקרר
IGBT, כסוג חדש של התקן מוליכים למחצה, ממלא תפקיד חשוב בתחומים מתפתחים כמו מעבר רכבות, רכבי אנרגיה חדשים ורשתות חכמות. הלחץ התרמי הנגרם על ידי טמפרטורה מופרזת יכול להוביל לכשל של מודולי כוח IGBT. במקרה זה, תכנון פיזור חום סביר ותעלות פיזור חום ללא הפרעה יכולים להפחית ביעילות את החום הפנימי של המודול, ובכך לעמוד בדרישות הביצועים של המודול. לכן, לא ניתן להשיג את היציבות של מודולי כוח IGBT ללא ניהול תרמי טוב.
מודולי כוח IGBT בדרגת רכב משתמשים בדרך כלל בקירור נוזלי לפיזור חום, המתחלק עוד יותר לקירור נוזל עקיף וקירור נוזל ישיר. קירור נוזלי עקיף מאמץ מצע קירור תחתון שטוח, עם שכבה של שומן סיליקון מוליך תרמי מצופה על המצע ומוצמד היטב לצלחת הקירור הנוזלית. לאחר מכן, נוזל הקירור מועבר דרך צלחת הקירור הנוזלית, ונתיב הקירור הוא: שבב DBC מצע קירור תחתית שטוחה מצע קירור תרמית מוליך סיליקון שומן נוזל קירור צלחת קירור נוזל קירור. השבב משמש כמקור חום, והחום מועבר בעיקר לצלחת הקירור הנוזלית דרך מצע ה-DBC, מצע פיזור חום תחתון שטוח, ושומן סיליקון מוליך תרמי. לוחית הקירור הנוזלית משחררת את החום באמצעות הסעה של קירור נוזלי.
קירור הנוזל הישיר מאמץ מצע פיזור חום מסוג מחט. מצע פיזור החום הממוקם בתחתית מודול הכוח מוסיף מבנה פיזור חום בצורת סנפיר מחט, שניתן לאטום ישירות עם טבעת איטום כדי לפזר חום דרך נוזל הקירור. נתיב פיזור החום הוא נוזל קירור מצע פיזור חום מסוג מחט DBC מסוג שבב, ללא צורך בשומן סיליקון מוליך תרמי. שיטה זו מאפשרת למודול הכוח של IGBT לבוא במגע ישיר עם נוזל הקירור, מה שמפחית את ערך ההתנגדות התרמית הכוללת של המודול בכ-30%. מבנה סנפיר המחט משפר מאוד את שטח פיזור החום, ומשפר מאוד את יעילות פיזור החום. גם צפיפות ההספק של מודול הכוח IGBT יכולה להיות מתוכננת להיות גבוהה יותר.
גריז מוליך תרמי הוא חומר מוליך תרמי המפחית את ההתנגדות התרמית למגע משטחי, עם עובי של עד 100 מיקרון (עובי קו דבק או BLT) ומקדם מוליכות תרמית בין 0.4 ל-10W/m · K זה יכול להפחית את ההתנגדות התרמית למגע בין התקני כוח וגוף קירור הנגרמת על ידי פערי אוויר, ולאזן את הפרש הטמפרטורה בין ממשקים. בחירה סבירה של חומרי ממשק תרמי גריז סיליקון מוליך תרמי יכולה להגן על הפעולה הבטוחה והיציבה של מודולי IGBT.
