Význam tepelného manažmentu IGBT
Trend rastu predaja nových energetických vozidiel a súčasná situácia nedostatku čipov, spojená s neistotou budúceho epidemického trendu, je ponuka IGBT na trhu stále v relatívne napätom stave. Podobne ako u iných energetických zariadení je technológia tepelného manažmentu pre modul IGBT najdôležitejším článkom pri navrhovaní a aplikácii nových produktov, aby sa zabezpečila ich efektívna, bezpečná a stabilná prevádzka.
Čo je IGBT:
IGBT (bipolárny tranzistor s izolovanou bránou) je druh výkonového polovodičového zariadenia. Jeho čínsky názov je „bipolárny tranzistor s izolovaným hradlom“, ktorý sa skladá z BJT (bipolárny tranzistor) a MOSFET (tranzistor s izolovaným hradlovým poľom). Ako hlavné energetické zariadenie na premenu energie a riadenie výkonu sa IGBT v priemysle výkonovej elektroniky nazýva „CPU“.
Tepelný manažment pre IGBT moduly:
Príčiny zlyhania väčšiny výkonových polovodičových modulov IGBT súvisia s teplom. Spoľahlivosť IGBT je preto široko znepokojená aj priemyslom a akademickou obcou a v súčasnosti sa stala hotspotom výskumu. Metódy tepelného manažmentu pre IGBT moduly možno rozdeliť na interný tepelný manažment a externý tepelný manažment. V špecifických aplikáciách môže byť vďaka veľkej tepelnej kapacite medzi chladiacim systémom a substrátom polovodičového zariadenia kompenzovaná len pomaly sa meniaca teplota, takže externý tepelný manažment je vhodný pre nízkofrekvenčné kolísanie teploty prechodu. Pre rýchlu zmenu teploty sa uvažuje o úprave elektrických parametrov súvisiacich s teplotou v systéme, to znamená s vnútorným tepelným manažmentom, aby sa priamo ovplyvnila teplota prechodu.
Vnútorný tepelný manažment:
Hlavnou myšlienkou interného tepelného manažmentu je zmeniť stratu IGBT modulu, aby sa vyrovnali výkyvy teploty prechodu spôsobené kolísaním výkonu záťaže. Vedci doteraz preskúmali mnoho stratégií aktívneho tepelného manažmentu, vrátane úpravy frekvencie spínania, odporu siete, pracovného cyklu, cyklického jalového výkonu a smerovača napájania a teoreticky a experimentálne dokázali ich realizovateľnosť.
Externý tepelný manažment:
Metódy externého tepelného manažmentu modulu IGBT sa väčšinou používajú na kompenzáciu zmeny okolitej teploty alebo riadenie priemernej teploty prechodu, zatiaľ čo výskum hladkej zmeny teploty prechodu je relatívne malý.
Podobne ako pri iných energetických zariadeniach, efektívny, stabilný, pohodlný a kompaktný chladiaci systém má veľký význam pre konštrukciu IGBT zariadení, aby sa zabezpečila ich bezpečná a stabilná prevádzka. Najmä so zvýšením hustoty výkonu IGBT modulov, drsným aplikačným prostredím a zlepšením požiadaviek na spoľahlivosť a životnosť je pre IGBT modul, jeho tepelný dizajn a technológia tepelného manažmentu najdôležitejším článkom pri navrhovaní a aplikácii nových produktov.
