Güç diyotlarının montajı ve soğutması, doğrudan güvenilirlik, verimlilik ve kompakt güç modüllerinin yaşam boyu süren karmaşıklıklar artış ve form faktörlerinin azaltılması, termal yönetim, yarı iletken özellikleri içinde çalışan elektrik diyotları için birincil limit faktörü haline gelir, hatta elektriksel ısı değiştirici yöntemleri, ısı geçişi, ısı geçişi ve sabitleme yöntemleri, yüksek çözünürlükte hıza kadar, ısı geçişi ve periyodik felaketi kontrolleri sağlamak için önemli bir ısıtılır.

Power Diode Thermal Management

Elektriksel basınçları için ısı yönetimi, ısıtılmasının açık bir şekilde anlaşılmasına neden olur.(R[Dönemli) Yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve her zaman ayarlı ısınıcı ısıtılabilir.

Güç Diodes için eleştirel Mounting Teknikleri

Montaj mekanik bütünlüğü değil, aynı zamanda ısı yayılımı veya ısı batması durumundan gelen ısı geçişinin kalitesi de belirler. Üç birincil montaj tekniği endüstriye hükmedmektedir: satışa, mekanik fikre ve basına ek olarak, her yöntem farklı avantajları sunar ve işlem parametrelerine dikkat gerektirir, malzeme seçimi ve termal arayüz hazırlığına dikkat gerektirir.

Solder Mounting

Leydikler, herhangi bir montaj tekniğinin en düşük ısı direnci sağlar, çünkü diyotun doğrudan metalik bir bağını gerektirir (örneğin, bir molybdenum veya bakır üssü) ve substratı veya ısı kontrolü, ve bu yöntem yüksek güç modüllerinde yaygın olarak kullanılır (CTE) kontenjanı kullanarak, yüksek çözünürlükte ısınır.

Mekanik

Mekanik kompresyon, yüzeyler arasındaki mikroskobik boşlukları bile genişletiyor ve busbar basıncının yüksek ısıtılması için paslanmaz çelikler için ısıtılması gerekir.Bu yöntem, çeliklerin ısıtılması veya ısıtılması için kullanılan ısıtılması gerekenleri belirlemek için modüler montajlar halindedir.

Press-Fit Mounting

Basında esneklik, özellikle de elektriksel temas ve mekanik tutma için kullanılan bir yöntem, otomatik montajdaki avantajları nedeniyle düşük seviyeli modüller için uygun hale getirilir ve bu nedenle, betondaki ısı geçişi ile ilgili olarak kullanılan ısı geçişi için kullanılan bir işlemdir.

Gelişmiş Soğutma Stratejileri

En iyi montajla bile, ısı batağı yetersizse bir güç diyotu başarısız olacaktır. Soğutma stratejileri modülün güç seviyesine, işletim ortamına ve uzaysal kısıtlamalara karşı maçılmalıdır. aşağıdaki yaklaşımlar kompakt güç modülleri için en etkili olanıdır.

Heat Lavabo Selection ve Tasarım

Sıcaklık lavabosu, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte ısınmış alüminyum yüzeylere bağlı olarak ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmışlığı (Rivity) için ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmışlığı (C) ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.

Termal Interface Malzemeler (TIMs)

Sıcaklık durumu ve ısı batağı arasındaki arayüz genellikle en büyük termal şişenck. Kardiyopyalı yüzeylerde yağlanmış yüzeyler, yüksek çözünürlükte ısınmış ısınıyor (PCMs) için yüksek ısıtıcılar ısıtılır, böylece TIMs, ısıtıcı veya grafiksel olarak yüksek ısıtılabilir.

Aktif Soğutma Entegrasyonu

Pasif soğutma yetersiz olduğunda, aktif soğutma sistemleri gerekli hale gelir. Kompakt modüller için, bu seçenekler şunları içerir:

  • [FONT:0)Forced hava soğutması: [DÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜ: 0,2) ⁇ SA[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN
  • [FONT:0]Liquid soğutma: [Döneticileri veya yılanlı soğuk plakalar, ısı transfer katlarını 10.000 W /m2·K, yüksek güç modüllerinde (above birkaç yüz watt) ısı transferlerini ve soğuk plaka arasındaki soğuk hava pompasının ısı transfer katlarını başarıyla tamamlamak için tercih edilmelidir.
  • [FONT:0]Heat boru / Vapor oda entegrasyonu: Isı boruları, modüldeki temel plakaya dahil edilmiş ısıyı uzaktan finanse edebilir. Vapor odaları nokta ısı kaynakları için yüksek yayılma sağlar.Bu iki fazlı cihazlar, 5000- 20,000 W /m·K ve pasif (no hareketsiz parçalar), onları uzay malzemesi için çekici hale getirirler için.
  • [FONT:0]Thermoelektrik soğutucuları (TECs): ), Orta çevrenin altında yer alan nadir durumlarda, TEC'ler kullanılabilir ve sistem karmaşıklığını tüketmektedir, bu nedenle genellikle sensör-grad sıcaklık istikrarı için gerekli olmadıkça kaçınırlar.

Termal Yönetim için PCB Tasarımını Optimize Edildi

PCB'nin optimizasyonu, birçok kompakt modül tasarımlarında ısınmış ısı yayılabilir. Geniş bakır izler (≥2 oz/ft2) ve doğrudan diyotun ısı pedinin altında yerleştirilen çok sayıda termal direnç ile ısıyınabilir ve ısı pompasının tam tersi ile birlikte ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısınmış ısıtılması gerekir.

Termal Karakterizasyon ve Geçerlilik

Genişleme ve soğutma için en iyi uygulamalar, ısıtımı için tam olarak doğrulanamaz.En iyi uygulamalar için, bu, yüksek sıcaklıklı epoxy-ofview sıcaklık hızına sahip olan yüksek sıcaklık testi ile birlikte% 40 oranında hızlanabilir.

Ortak Pitfalls ve Them'dan Nasıl Kaçırmak

Deneyimli mühendisler bile, ısı yönetimini kompakt güç modüllerinde zayıflatan tuzaklara düşebilir. En sık hatalar şunları içerir:

  • [FONT:0) Bir soğutma yöntemine göre: Büyük bir ısı batağı tek başına tüm ısı sorunları arayüz direnci veya hava akışı ele almadan çözülür. Sistem, şişeleri tahmin etmek için erkenden tedavi edilmelidir.
  • [FONT:0) CTE yanlış eşleştirmeleri görmezden gelir: Silikonun genişleme oranları ( ⁇ 2.6 ppm/°C), bakır ( ⁇ 17 ppm/°C), alüminyum ( ⁇ 23 ppm/°C), ve seramik substratlar yaygın olarak değişebilir. büyük sıcaklık salakları diyotun veya delaminate ortaklarının kırılışını kırar.
  • [FONT:0)Improper toklama vidaları: [Dönlendirme TIM'yi çok kalın bırakır; aşırı sağlanma, diyot tonucu bir tonlama ve üretici önerileri kullanabilir.
  • [FONT:0)Inadequate mating yüzeylerinin temizliği: [Döntme: 1] Kullanımından gelen bir yağ filmi bile termal direnişi artırabilir. Kullanımı hem de diyot davasını temizlemek için serbest bırakır ve TIM'leri uygulamadan önce ısınır.
  • [FONT:0)Yüksek irtifalarda daha düşük hava yoğunlukları, uçak veya yüksek performanslı yüklemelerde kullanılan modüller için, en yüksek güç veya ısıyı zorlandır.
  • [FONT:0)Koleksiyonu hesaplamak için dikkat edin:[Dönetici:0) Bir diyotun veri sayfası, sistemsel ısıya dayalı bir güç de eğrisini içerir.İyi bir tasarım, en az 20°C'yi yaşlanma ve geçici aşırı yüklemelere izin vermek için en az derecelendirilmiştir.

Geniş bant genişliği yarı iletkenler (SiC ve GaN) daha yaygın hale gelir, ısıtıcılar daha yüksek ısıtıcı sıcaklık ısıtımı ile yüksek ısıtılabilir (200 °C'ye kadar), daha yüksek ısı dağılımına izin verir, ancak daha yüksek ısıtılmış fiyatlara da sahiptir - ek olarak, yüksek ısıtılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kompakt güç modüllerinin montajı ve soğutma gücü diyotları, uygun olmayan bir şekilde (solder, fikre veya basına) dikkat gerektiren çok yönlü bir mühendislik meydan okumasıdır - TIM ve metal arasındaki atomik ölçekli arayüzden, yüksek enerji yoğunluklarının ve hayranlarına kadar, sürekli olarak daha fazla kontrole devam etmek için, doğru ısıtımı sağlar.

[0]Daha fazla okuma için aşağıdaki dış kaynaklara bakınız: ).

  • [0]Infineon Uygulama Not AN-1059: Power Modüllerde Termal Yönetim[Dönetici]
  • [FONT=0)Electronics Soğutma Dergisi: Güç Elektronik için Termal Interface Malzemeler).
  • [0]ON Yarı iletkenliği: PCB'nin ısı Performansı Üzerine Etkisi[Dön 1: 1).
  • [FONT:0)IEEE Access: Advanced Soğutma Teknolojilerinin Güç Elektroniki için İncelenmesi[Dönemli: 1)