IGBTパワーモジュールの放熱方法
新エネルギー車向け
IGBT パワーモジュールの故障の主な原因は、過度の温度によって引き起こされる熱ストレスです。 IGBT パワーモジュールの安定性と信頼性にとって、適切な熱管理は非常に重要です。 新エネルギー車のモーター コントローラーは典型的な高出力密度コンポーネントであり、新エネルギー車の性能要件の向上に伴って出力密度は依然として増加しています。 モーター コントローラーの IGBT パワー モジュールの長期間の動作と頻繁なスイッチングにより、多量の熱が発生します。 温度が上昇すると、IGBT パワーモジュールの故障確率も大幅に増加し、最終的にはモーターの出力性能や自動車の駆動システムの信頼性に影響を及ぼします。 。 したがって、IGBTパワーモジュールの安定した動作を維持するには、モジュールの信頼性指標の要件を満たすために、モジュールの内部熱を迅速かつ効果的に低減するための信頼性の高い放熱設計と滑らかな放熱チャネルが必要です。
現在、車載グレードの IGBT パワー モジュールは一般に放熱に液冷を使用しており、液冷は間接液冷と直接液冷に分けられます。
1. 間接液冷
間接液冷では平底の放熱基板を使用します。 熱伝導性のシリコーン グリースの層が基板の下に塗布され、液冷プレートに密着します。 冷却液は液冷プレートを通過します。 放熱経路は、チップ - DBC 基板 - 平底放熱基板 - サーマルシリコン グリース - 液体コールドプレート - 冷却剤です。 つまり、チップが熱源であり、熱は主にDBC基板、平底放熱基板、熱伝導性シリコングリスを介して液冷プレートに伝導され、液冷プレートは熱を放出します。液体冷却と対流。
間接液冷では、IGBT パワーモジュールが冷却液に直接接触しないため、放熱効率が高くなく、パワーモジュールの出力密度が制限されます。
2. 直接液冷
直接水冷はピンタイプの放熱基板を使用します。 パワーモジュールの底部に配置された放熱基板にはピンフィン放熱構造が追加されており、冷却剤を介して熱を放散するためにシールリングを直接追加できます。 放熱経路はチップ-DBC基板-ピン放熱基板-冷却剤であり、サーマルグリスを使用する必要はありません。 この方式により、IGBTパワーモジュールが冷媒と直接接触するため、モジュール全体の熱抵抗を約30%低減でき、ピンフィン構造により放熱表面積が大幅に増加するため、放熱効率が大幅に向上します。 、IGBTパワーモジュールの電力密度もより高く設計できます。 現在、直接液冷は車載用 IGBT パワーモジュールの放熱方式の主流となっています。
