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技術(shù)支持
IGBT與雙面水冷技術(shù)
發(fā)布者 : admin 發(fā)布時間 : 2020/08/13 09:08:12



IGBT(絕緣柵雙極型晶體管,Insulated Gate Bipolar Transistor),是由BJT(雙極型三極管Bipolar Junction Transistor)MOS(絕緣柵型場效應(yīng)管,Metal Oxide Semiconductor)組合而成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。GTR飽和壓降低,載流密度大,但驅(qū)動電流較大;MOSFET驅(qū)動功率很小,開關(guān)速度快,但導(dǎo)通壓降大,載流密度小;綜合了以上兩種器件優(yōu)點的IGBT,因其驅(qū)動功率小而飽和壓降低,非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng),如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等。


IGBT模塊則是由IGBT與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品。IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點,封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、不間斷電源(UPS,Uninterrupted Power Supply)等設(shè)備上。隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進,模塊化產(chǎn)品在市場上將越來越常見;IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?,俗稱電力電子裝置的“CPU”,作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣。


利用IGBT實現(xiàn)雙面水冷技術(shù)(DSC,Dual-sided Cooling Technology),主要是為了解決新能源汽車(純電動及混動)中,車載逆變器功率密度的問題。IGBT作為雙面水冷模塊,首先需要保證其塑封材料在不同工作溫度下的機械一致性。如下圖所示,相比現(xiàn)有的IGBT模塊,芯片上層的DCB構(gòu)成第二條散熱通道,用于改善模塊的散熱效果。

由于去除了傳統(tǒng)設(shè)計中的銅底板,模塊的熱容顯著減小,其熱耦合性能大幅提高,基本只在熱源附近的芯片溫度較高。同時,新的DSC模塊還伴隨著寄生電感和封裝電阻的顯著降低。此外,模塊還集成了電流和溫度傳感器,便于實現(xiàn)芯片電流、溫度的檢測,這條與常規(guī)芯片倒沒有特別的差異。如下圖通電實驗顯示,在同等條件下采用雙面水冷散熱后,輸出功率能夠增加30%以上。

廣東愛晟電子科技有限公司生產(chǎn)的IGBT用NTC熱敏電阻芯片,采用先進的半導(dǎo)體制程,確保了熱敏電阻芯片連續(xù)生產(chǎn)的高穩(wěn)定、高可靠,制造更高精度的NTC熱敏電阻。






參考數(shù)據(jù):


電子發(fā)燒友 《什么是IGBT?如何使用此模塊實現(xiàn)“雙面水冷”,IGNT未來的發(fā)展趨勢又是如何?》


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