วิธีการกระจายความร้อนของโมดูลพลังงาน IGBT
สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่
สาเหตุหลักของความล้มเหลวของโมดูลพลังงาน IGBT คือความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากอุณหภูมิที่มากเกินไป การจัดการระบายความร้อนที่ดีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเสถียรและความน่าเชื่อถือของโมดูลพลังงาน IGBT ตัวควบคุมมอเตอร์ของรถยนต์พลังงานใหม่เป็นส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงโดยทั่วไป และความหนาแน่นของพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นพร้อมกับการปรับปรุงข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของรถยนต์พลังงานใหม่ การทำงานในระยะยาวและการสลับโมดูลพลังงาน IGBT ในตัวควบคุมมอเตอร์บ่อยครั้งจะทำให้เกิดความร้อนได้มาก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความน่าจะเป็นที่จะเกิดความล้มเหลวของโมดูลพลังงาน IGBT จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพเอาท์พุตของมอเตอร์และความน่าเชื่อถือของระบบขับเคลื่อนของรถยนต์ในที่สุด . ดังนั้น เพื่อรักษาการทำงานที่มั่นคงของโมดูลพลังงาน IGBT การออกแบบการกระจายความร้อนที่เชื่อถือได้และช่องกระจายความร้อนที่ราบรื่นจึงจำเป็นต้องลดความร้อนภายในของโมดูลอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของดัชนีความน่าเชื่อถือของโมดูล
ปัจจุบัน โมดูลพลังงาน IGBT ระดับยานยนต์โดยทั่วไปใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อการกระจายความร้อน และการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบ่งออกเป็นการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมและการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง
1. การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อม
การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมใช้พื้นผิวกระจายความร้อนแบบก้นแบน ชั้นของจาระบีซิลิโคนนำความร้อนถูกทาใต้พื้นผิวซึ่งติดอยู่อย่างใกล้ชิดกับแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว ของเหลวหล่อเย็นจะถูกส่งผ่านแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลว เส้นทางการกระจายความร้อนคือชิป-สารตั้งต้น DBC-ก้นแบน-สารตั้งต้นกระจายความร้อน-ซิลิคอนความร้อน จาระบี-ของเหลวแผ่นเย็น-สารหล่อเย็น กล่าวคือชิปเป็นแหล่งความร้อนและความร้อนส่วนใหญ่ถูกส่งไปยังแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวผ่านพื้นผิว DBC พื้นผิวการกระจายความร้อนด้านล่างแบบแบนและจาระบีซิลิโคนนำความร้อนและแผ่นระบายความร้อนด้วยของเหลวจะปล่อยความร้อนผ่าน การทำความเย็นและการพาความร้อนของของเหลว
ในการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อม โมดูลพลังงาน IGBT จะไม่สัมผัสโดยตรงกับของเหลวทำความเย็น และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนไม่สูง ซึ่งจำกัดความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลพลังงาน
2. การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง
การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงใช้สารตั้งต้นการกระจายความร้อนแบบพิน วัสดุพิมพ์การกระจายความร้อนที่ด้านล่างของโมดูลจ่ายไฟจะเพิ่มโครงสร้างการกระจายความร้อนแบบพินพิน ซึ่งสามารถเพิ่มได้โดยตรงด้วยวงแหวนซีลเพื่อกระจายความร้อนผ่านสารหล่อเย็น เส้นทางการกระจายความร้อนคือซับสเตรตการกระจายความร้อนของชิป-DBC-พิน - สารหล่อเย็น ไม่จำเป็นต้องใช้จาระบีระบายความร้อน วิธีนี้ทำให้โมดูลพลังงาน IGBT ติดต่อโดยตรงกับสารหล่อเย็น ความต้านทานความร้อนโดยรวมของโมดูลจะลดลงประมาณ 30% และโครงสร้างพินฟินช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนอย่างมาก ดังนั้นประสิทธิภาพการกระจายความร้อนจึงได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และความหนาแน่นของพลังงานของโมดูลพลังงาน IGBT ยังสามารถออกแบบให้สูงขึ้นได้อีกด้วย ปัจจุบัน การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงกลายเป็นวิธีการกระจายความร้อนหลักสำหรับโมดูลพลังงาน IGBT เกรดยานยนต์
