【大功率繞線電阻】功率器件散熱設計應該注意的事項?

　　(1)通常對IGBT或晶閘管來說，其pn結溫不得超過125℃，外殼溫度設定為85℃。有研究表明，功率器件散熱設計關乎整個設備的運行安全。

　　(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)減小設備(器件)內(nèi)部的發(fā)熱量。為此，應多選用微功耗器件，如低耗損型IGBT，并在電路設計中盡量減少發(fā)熱元器件的數(shù)量，同時要優(yōu)化器件的開關頻率降低開關損耗以減少發(fā)熱量。

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

　　采用強迫空氣冷卻(風冷)時，值得注意的是：

　?、偕崞鞯闹圃旃に嚥煌鋵嵯禂?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。

　　②散熱器底板厚度應滿足熱的傳導，特別是應用浪涌電流工作的設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)與處理設備。采用該方式時，應注意：

　?、贋榉乐辜兯鹕P與結凍，一般采用水與醇混合物?；旌媳壤龝绊懙嚼鋮s液的熱阻，當混合比例為50%時，其熱阻一般增大50%。

　?、谡Ｇ闆r下應保證水的流速不小于8升/分。

　　③在高溫濕熱的環(huán)境中，空氣中的相對濕度比較高，當水溫較低，水冷散熱器表面的溫度低于露點時，表面會結露，影響絕緣。應按標準要求采取措施，適當提高水溫，降低環(huán)境空氣的相對濕度。

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

　?、偕崞鞯闹行奈恢脽嶙枳钚　?/p>

　?、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)生大功耗的器件應給予最大的面積。

　?、郯惭b模塊的散熱器表面，應注意平面度和表面粗糙度。表面如有凹陷會直接導致接觸熱阻的增加。為使接觸熱阻變小，在散熱器與功率元件的安裝面之間應均勻涂一層極薄的導熱硅脂，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。