Kuidas IGBT toitemoodul jahtub
IGBT kui uut tüüpi jõupooljuhtseade mängib olulist rolli sellistes tärkavates valdkondades nagu raudteetransiit, uued energiasõidukid ja arukad võrgud. Ülemäärasest temperatuurist põhjustatud termiline stress võib põhjustada IGBT toitemoodulite rikke. Sel juhul võivad mõistlik soojuse hajumise konstruktsioon ja takistusteta soojuse hajumise kanalid tõhusalt vähendada mooduli sisemist soojust, täites seeläbi mooduli jõudlusnõudeid. Seetõttu ei saa IGBT toitemoodulite stabiilsust saavutada ilma hea soojusjuhtimiseta.
Sõiduki klassi IGBT toitemoodulid kasutavad tavaliselt soojuse hajutamiseks vedelikjahutust, mis jaguneb kaudseks vedelikjahutuseks ja otseseks vedelikjahutuseks. Kaudne vedelikjahutus kasutab tasase põhjaga jahutussubstraati, mille põhimikule on kaetud soojust juhtiva silikoonmääre kiht ja mis on tihedalt vedelikujahutusplaadi külge kinnitatud. Seejärel juhitakse jahutusvedelik läbi vedeliku jahutusplaadi ja jahutustee on: kiip DBC substraat lamedapõhjaline jahutussubstraat soojusjuhtiv silikoonmääre vedel jahutusplaadi jahutusvedelik. Kiip toimib soojusallikana ja soojus kandub peamiselt vedeliku jahutusplaadile läbi DBC substraadi, lameda põhjaga soojust hajutava substraadi ja soojust juhtiva silikoonmääre. Vedeljahutusplaat vabastab seejärel soojuse läbi vedelikjahutuse konvektsiooni.
Otsese vedelikjahutusega jahutus kasutab nõelatüüpi soojust hajutavat substraati. Toitemooduli allosas asuv soojuseraldussubstraat lisab nõelakujulise soojuseraldusstruktuuri, mille saab otse tihendusrõngaga tihendada, et hajutada soojust läbi jahutusvedeliku. Soojuse hajumise tee on kiip DBC substraadi nõela tüüpi soojuse hajumise substraadi jahutusvedelikust, ilma et oleks vaja soojust juhtivat silikoonmääret. See meetod võimaldab IGBT toitemoodulil otsekontakti jahutusvedelikuga, vähendades mooduli üldist soojustakistuse väärtust umbes 30%. Nõela uime struktuur parandab oluliselt soojuse hajumise pindala, parandades oluliselt soojuse hajumise efektiivsust. IGBT toitemooduli võimsustihedust saab kujundada ka suuremaks.
Soojust juhtiv määre on soojusjuhtiv materjal, mis vähendab liidese kontakti soojustakistust, paksusega kuni 100 mikronit (kleepuva joone paksus või BLT) ja soojusjuhtivuse koefitsient vahemikus 0,4–10 W/m · K See võib vähendada õhuvahedest põhjustatud kontaktsoojustakistust toiteseadmete ja jahutusradiaatorite vahel ning tasakaalustada liideste vahelist temperatuuri erinevust. Soojusliidese materjali mõistlik valik soojust juhtiv silikoonmääre võib kaitsta IGBT-moodulite ohutut ja stabiilset tööd.
