IGBT 전원 모듈은 어떻게 냉각되나요?

새로운 유형의 전력 반도체 장치인 IGBT는 철도 운송, 신에너지 차량, 스마트 그리드 등 신흥 분야에서 중요한 역할을 합니다. 과도한 온도로 인한 열 스트레스로 인해 IGBT 전원 모듈이 고장날 수 있습니다. 이 경우 합리적인 방열 설계와 방해받지 않는 방열 채널을 통해 모듈의 내부 열을 효과적으로 줄여 모듈의 성능 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 따라서 IGBT 전력 모듈의 안정성은 우수한 열 관리 없이는 달성할 수 없습니다.

차량 등급 IGBT 전력 모듈은 일반적으로 열 방출을 위해 액체 냉각을 사용하며, 이는 간접 액체 냉각과 직접 액체 냉각으로 더 구분됩니다. 간접 액체 냉각은 기판에 코팅된 열 전도성 실리콘 그리스 층이 있고 액체 냉각판에 단단히 부착된 평평한 바닥 냉각 기판을 채택합니다. 그런 다음 냉각액은 액체 냉각판을 통과하고 냉각 경로는 칩 DBC 기판 평평한 바닥 냉각 기판 열 전도성 실리콘 그리스 액체 냉각판 냉각액입니다. 칩은 열원 역할을 하며 열은 주로 DBC 기판, 평평한 바닥 방열 기판 및 열전도성 실리콘 그리스를 통해 액체 냉각판으로 전달됩니다. 그런 다음 액체 냉각판은 액체 냉각 대류를 통해 열을 방출합니다.

직접 액체 냉각 냉각은 바늘형 방열 기판을 채택합니다. 파워 모듈 하단에 위치한 방열 기판에는 니들핀 형태의 방열 구조가 추가되었으며, 실링 링으로 직접 밀봉하여 냉각수를 통해 열을 방출할 수 있습니다. 방열 경로는 열 전도성 실리콘 그리스가 필요 없이 칩 DBC 기판 니들형 방열 기판 냉각수에서 이루어집니다. 이 방법을 사용하면 IGBT 전력 모듈이 냉각수와 직접 접촉할 수 있어 모듈의 전체 열 저항 값이 약 30% 감소합니다. 니들 핀 구조는 방열 표면적을 크게 향상시켜 방열 효율을 크게 향상시킵니다. IGBT 전력 모듈의 전력 밀도도 더 높게 설계할 수 있습니다.

열전도성 그리스는 두께가 최대 100 미크론(접착선 두께 또는 BLT)이고 열전도 계수가 0.4 ~ 10W/m · K인 계면 접촉 열 저항을 줄이는 열전도성 소재입니다. . 공극으로 인해 발생하는 전력 장치와 방열판 간의 접촉 열 저항을 줄이고 인터페이스 간의 온도 차이를 균형 있게 유지할 수 있습니다. 열 인터페이스 재료 열 전도성 실리콘 그리스를 합리적으로 선택하면 IGBT 모듈의 안전하고 안정적인 작동을 보호할 수 있습니다.