IGBT-Wärmemanagement
Der Trend des Verkaufswachstums von Fahrzeugen mit neuer Energie und die aktuelle Situation der Chipknappheit, gepaart mit der Ungewissheit des zukünftigen epidemischen Trends, ist die Marktversorgung von IGBT immer noch in einem relativ knappen Zustand. Ähnlich wie bei anderen Leistungsgeräten ist die Wärmemanagementtechnologie für IGBT-Module das wichtigste Bindeglied bei der Entwicklung und Anwendung neuer Produkte, um einen effizienten, sicheren und stabilen Betrieb zu gewährleisten.
Was ist IGBT:
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ist eine Art Leistungshalbleiter. Sein chinesischer Name ist "Insulated Gate Bipolar Transistor", der sich aus BJT (Bipolar Junction Transistor) und MOSFET (Insulated Gate Field Effect Transistor) zusammensetzt. Als Kernleistungsgerät der Energieumwandlung und Leistungssteuerung wird IGBT in der Leistungselektronikindustrie als „CPU“ bezeichnet.
Wärmemanagement für IGBT-Module:
Die Ausfallursachen der meisten IGBT-Leistungshalbleitermodule sind wärmebedingt. Daher ist die Zuverlässigkeit von IGBT auch in der Industrie und Wissenschaft weit verbreitet und hat sich derzeit zu einem Forschungs-Hotspot entwickelt. Die Wärmemanagementmethoden für IGBT-Module können in internes Wärmemanagement und externes Wärmemanagement unterteilt werden. In bestimmten Anwendungen kann aufgrund der großen Wärmekapazität zwischen dem Kühlsystem und dem Halbleiterbauelementsubstrat nur die sich langsam ändernde Temperatur kompensiert werden, sodass das externe Wärmemanagement für niederfrequente Sperrschichttemperaturschwankungen geeignet ist. Für die schnelle Temperaturänderung wird in Betracht gezogen, die elektrischen Parameter in Bezug auf die Temperatur im System anzupassen, d. h. das interne Wärmemanagement, um die Sperrschichttemperatur direkt zu beeinflussen.
Internes Thermomanagement:
Die Hauptidee des internen Wärmemanagements besteht darin, den Verlust des IGBT-Moduls zu ändern, um die durch Schwankungen der Lastleistung verursachten Schwankungen der Sperrschichttemperatur zu glätten. Bisher haben Wissenschaftler viele aktive Wärmemanagementstrategien untersucht, darunter die Anpassung der Schaltfrequenz, des Netzwiderstands, des Arbeitszyklus, der zyklischen Blindleistung und des Leistungsrouters, und ihre Machbarkeit theoretisch und experimentell nachgewiesen.
Externes Thermomanagement:
Die externen Wärmemanagementmethoden von IGBT-Modulen werden hauptsächlich verwendet, um die Änderung der Umgebungstemperatur zu kompensieren oder die durchschnittliche Sperrschichttemperatur zu steuern, während die Forschung zur gleichmäßigen Änderung der Sperrschichttemperatur relativ gering ist.
Ähnlich wie bei anderen Leistungsgeräten ist ein effizientes, stabiles, praktisches und kompaktes Kühlsystem von großer Bedeutung für das Design von IGBT-Geräten, um ihren sicheren und stabilen Betrieb zu gewährleisten. Insbesondere mit der Erhöhung der Leistungsdichte von IGBT-Modulen, der rauen Anwendungsumgebung und der Verbesserung der Zuverlässigkeits- und Lebensdaueranforderungen für IGBT-Module ist das thermische Design und die Wärmemanagementtechnologie das wichtigste Bindeglied bei der Entwicklung und Anwendung neuer Produkte.
