【大功率繞線電阻】功率器件散熱設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的事項(xiàng)?

　　(1)通常對IGBT或晶閘管來說，其pn結(jié)溫不得超過125℃，外殼溫度設(shè)定為85℃。有研究表明，功率器件散熱設(shè)計(jì)關(guān)乎整個設(shè)備的運(yùn)行安全。

　　(2)選用耐熱性和熱穩(wěn)定性好的元器件和材料，以提高其允許的工作溫度。

　　(3)減小設(shè)備(器件)內(nèi)部的發(fā)熱量。為此，應(yīng)多選用微功耗器件，如低耗損型IGBT，并在電路設(shè)計(jì)中盡量減少發(fā)熱元器件的數(shù)量，同時要優(yōu)化器件的開關(guān)頻率降低開關(guān)損耗以減少發(fā)熱量。

　　(4) 采用適當(dāng)?shù)纳岱绞脚c用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法，加快散熱速度。功率半導(dǎo)體裝置的冷卻設(shè)計(jì)主要考慮功率半導(dǎo)體器件和某些產(chǎn)高溫器件(如大功率繞線電阻)的散熱以及降低機(jī)柜內(nèi)空氣溫度。常用的冷卻方式為強(qiáng)迫空氣冷卻(使用鋁型材散熱器、熱管散熱器等)和循環(huán)水冷卻。

　　采用強(qiáng)迫空氣冷卻(風(fēng)冷)時，值得注意的是：

　　①散熱器的制造工藝不同其導(dǎo)熱系數(shù)差距很大，如同樣散熱面積的插片式散熱器的熱阻值要比鋁合金型材散熱器大好多。

　?、谏崞鞯装搴穸葢?yīng)滿足熱的傳導(dǎo)，特別是應(yīng)用浪涌電流工作的設(shè)備如軟啟動器需用底板厚20mm以上。

　?、垡砥臄?shù)目與波紋在保證最大散熱面積的前提下要考慮流體阻力，翼片的高度與厚度之間的比例要合理。

　　采用循環(huán)水冷卻方式可以大大提高散熱效率，可使芯片在較低的溫度下工作，提高其壽命。但采用循環(huán)水冷卻方式需要有水循環(huán)與處理設(shè)備。采用該方式時，應(yīng)注意：

　　①為防止純水引起生銹與結(jié)凍，一般采用水與醇混合物?；旌媳壤龝绊懙嚼鋮s液的熱阻，當(dāng)混合比例為50%時，其熱阻一般增大50%。

　?、谡Ｇ闆r下應(yīng)保證水的流速不小于8升/分。

　?、墼诟邷貪駸岬沫h(huán)境中，空氣中的相對濕度比較高，當(dāng)水溫較低，水冷散熱器表面的溫度低于露點(diǎn)時，表面會結(jié)露，影響絕緣。應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)要求采取措施，適當(dāng)提高水溫，降低環(huán)境空氣的相對濕度。

　　(5)器件在散熱器上安裝時應(yīng)注意其安裝位置。器件在散熱器上的布局應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

　　①散熱器的中心位置熱阻最小。

　?、谠谝粋€散熱器上安裝多個功率器件時，如器件發(fā)熱功耗不一，對產(chǎn)生大功耗的器件應(yīng)給予最大的面積。

　?、郯惭b模塊的散熱器表面，應(yīng)注意平面度和表面粗糙度。表面如有凹陷會直接導(dǎo)致接觸熱阻的增加。為使接觸熱阻變小，在散熱器與功率元件的安裝面之間應(yīng)均勻涂一層極薄的導(dǎo)熱硅脂，只填充不平處的凹陷，保證原金屬間的接觸，并施加合適的緊固力矩，使接觸熱阻不超過數(shù)據(jù)手冊要求的值。