IGBT功率模塊失效的主要原因是溫度過(guò)高導(dǎo)致的熱應(yīng)力,良好的熱管理對(duì)于IGBT功率模塊穩(wěn)定性和可靠性極為重要。新能源汽車(chē)電機(jī)控制器是典型的高功率密度部件,且功率密度隨著對(duì)新能源汽車(chē)性能需求的提高仍在不斷提升。電機(jī)控制器內(nèi)IGBT功率模塊長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行以及頻繁開(kāi)閉會(huì)產(chǎn)生大量熱量,伴隨著溫度的升高,IGBT功率模塊的失效概率也將大幅增加,隨后將影響電機(jī)的輸出性能以及汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。因此,為維持IGBT功率模塊的穩(wěn)定工作,需要有可靠的散熱設(shè)計(jì)與通暢的散熱通道,快速有效地減少模塊內(nèi)部熱量,以滿(mǎn)足模塊可靠性指標(biāo)的要求。正和鋁業(yè)致力于提供IGBT液冷,歡迎您的來(lái)電!北京動(dòng)力電池IGBT液冷定制
IGBT是能源變換與傳輸?shù)?span style="color:#f00;">重要器件,俗稱(chēng)電力電子裝置的“CPU”,這是作為國(guó)家戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè),在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車(chē)與新能源裝備等領(lǐng)域有應(yīng)用都非常普遍。大多數(shù)情況,流過(guò)IGBT模塊的電流較大,開(kāi)關(guān)頻率較高,導(dǎo)致IGBT模塊器件的損耗也比較大,使得器件的溫度過(guò)高,而IGBT模塊散熱不好會(huì)造成損壞影響整機(jī)的工作運(yùn)行。IGBT過(guò)熱的原因可能是驅(qū)動(dòng)波形不好或電流過(guò)大或開(kāi)關(guān)頻率太高,也可能由于散熱狀況不良。溫度過(guò)高,模塊的工作效率會(huì)下降,進(jìn)而影響整個(gè)工作進(jìn)度。安徽水冷板IGBT液冷價(jià)錢(qián)正和鋁業(yè)致力于提供IGBT液冷,有需求可以來(lái)電咨詢(xún)!
2)散熱結(jié)構(gòu):單面間接散熱單面直接水冷雙面水冷結(jié)構(gòu)的間接散熱結(jié)構(gòu)是將基板與散熱器用導(dǎo)熱硅脂進(jìn)行連接,但導(dǎo)熱臘散熱性較差,根據(jù)Semikron公司的《功率半導(dǎo)體應(yīng)用手冊(cè)》貢獻(xiàn)了芯片到散熱器之間50%以上的熱阻。單面直接水冷結(jié)構(gòu)在基板背面增加針翅狀(PinFin)散熱結(jié)構(gòu),無(wú)需導(dǎo)熱磚脂,直接插入散熱水套中,熱阻可降低40%以上。富士的第二代單面直接水冷結(jié)構(gòu)則將基板散熱針翅與水套實(shí)現(xiàn)一體化,進(jìn)一步降低30%的熱阻,目前英飛凌HP2/HPDrive、三菱電機(jī)系列、比亞迪V-215/V315等主流汽車(chē)IGBT模塊均采用單面直接水冷結(jié)構(gòu)目前雙面水冷的結(jié)構(gòu)也開(kāi)始逐步普遍應(yīng)用,普遍在芯片正面采用平面式連接并加裝Pin-Fin結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙面散熱,目前代表性的應(yīng)用包括InfineonHPDSC模塊、德?tīng)柛iper模塊(雪佛蘭Volt)及日立的雙面水冷模塊(奧迪e-tron)。
1)芯片間連接方式:鋁線/鋁帶一銅線一平面式連接目前IGBT芯片之間大多通過(guò)鋁線進(jìn)行焊接,但線的粗細(xì)限制了電流度,需要并聯(lián)使用、或者改為鋁帶連接,但是鋁質(zhì)導(dǎo)線由干材料及結(jié)構(gòu)問(wèn)題易產(chǎn)生熱疲勞加速老化斷裂導(dǎo)致模塊失效因此,Danfoss等廠商引入銅導(dǎo)線來(lái)提高電流容納能力、改善高溫疲勞性能,二菱電機(jī)、德?tīng)柛<百惷卓貏t分別采用CuLeadFrameG線架)、對(duì)稱(chēng)式的DBC板及柔性電路板實(shí)現(xiàn)芯片間的平面式連接,并與雙面水冷結(jié)構(gòu)相結(jié)合進(jìn)一步改善散熱,維持模塊的穩(wěn)定性。如何正確使用IGBT液冷的。
間接液冷散熱采用的是平底散熱基板,基板下面涂一層導(dǎo)熱硅脂,緊貼在液冷板上,液冷板內(nèi)通冷卻液,散熱路徑為:芯片-DBC基板-平底散熱基板-導(dǎo)熱硅脂-液冷板-冷卻液。即芯片為發(fā)熱源,熱量主要通過(guò)DBC基板、平底散熱基板、導(dǎo)熱硅脂傳導(dǎo)至液冷板,液冷板再通過(guò)液冷對(duì)流的方式將熱量排出。硅芯片被焊接到直接鍵合銅(DBC)層上,該層由夾在兩個(gè)銅層之間的氮化鋁層組成。該DBC層焊接到銅底板上,導(dǎo)熱硅脂用作于底板和散熱器之間的界面。導(dǎo)熱硅脂的厚度可達(dá)100微米(粘合線厚度或BLT),并且根據(jù)配方,它的導(dǎo)熱系數(shù)在0.4到10W/m·K之間。正和鋁業(yè)為您提供IGBT液冷,歡迎您的來(lái)電!江蘇防水IGBT液冷電話
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銅排溫度升高會(huì)增大銅的電阻,造成更高損耗,降低效率;另一方面,銅排的溫度會(huì)烘烤整個(gè)控制器腔體,對(duì)其他器件的運(yùn)行造成影響?更重要的是,溫度過(guò)高會(huì)使銅牌之間的絕緣膜失效,造成嚴(yán)重的絕緣故障,如何解決大功率電機(jī)控制器內(nèi)疊層母排的發(fā)熱問(wèn)題是非常重要的?本文采用一種疊層母排散熱方案,通過(guò)雙面水冷散熱器的水冷板來(lái)對(duì)疊層母排進(jìn)行散熱?靠近進(jìn)液口的水冷板具有低的溫度,可以與冷卻液的溫度保持相近,再加上鋁高效的導(dǎo)熱,可以有效對(duì)疊層母排進(jìn)行散熱?北京動(dòng)力電池IGBT液冷定制