IGBT termal yönetiminin önemi
Yeni enerji araçlarının satışlarındaki artış eğilimi ve mevcut çip kıtlığı durumu, gelecekteki salgın eğilimine ilişkin belirsizlikle birleştiğinde, IGBT'nin pazar arzı hala nispeten sıkı durumda. Diğer güç cihazlarına benzer şekilde, verimli, güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak amacıyla IGBT modülü için termal yönetim teknolojisi, yeni ürünlerin tasarımı ve uygulanmasında en önemli bağlantıdır.
IGBT nedir:
IGBT (yalıtımlı kapı bipolar transistörü) bir tür güç yarı iletken cihazıdır. Çince adı, BJT (bipolar bağlantı transistörü) ve MOSFET'ten (yalıtımlı kapı alan etkili transistör) oluşan "yalıtımlı kapı bipolar transistörü" dür. Enerji dönüşümü ve güç kontrolünün temel güç cihazı olan IGBT, güç elektroniği endüstrisinde "CPU" olarak adlandırılmaktadır.
IGBT Modülleri için termal yönetim:
Çoğu IGBT güç yarı iletken modülünün arıza nedenleri ısıyla ilgilidir. Bu nedenle IGBT'nin güvenilirliği endüstri ve akademi tarafından da geniş çapta endişe konusu olmuştur ve şu anda bir araştırma merkezi haline gelmiştir. IGBT modülleri için termal yönetim yöntemleri, dahili termal yönetim ve harici termal yönetim olarak ikiye ayrılabilir. Belirli uygulamalarda, soğutma sistemi ile yarı iletken cihaz alt katmanı arasındaki büyük ısı kapasitesi nedeniyle, yalnızca yavaş değişen sıcaklık telafi edilebilir, böylece harici termal yönetim, düşük frekanslı bağlantı noktası sıcaklık dalgalanmaları için uygundur. Hızlı sıcaklık değişimi için sistemdeki sıcaklığa bağlı elektriksel parametrelerin yani dahili termal yönetimin bağlantı sıcaklığını doğrudan etkileyecek şekilde ayarlanması düşünülmektedir.
Dahili termal yönetim:
Dahili termal yönetimin ana fikri, yük gücü dalgalanmasının neden olduğu bağlantı sıcaklığı dalgalanmasını düzeltmek için IGBT modülü kaybını değiştirmektir. Şimdiye kadar bilim insanları anahtarlama frekansının, şebeke direncinin, görev döngüsünün, döngüsel reaktif gücün ve güç yönlendiricisinin ayarlanması da dahil olmak üzere birçok aktif termal yönetim stratejisini araştırdı ve bunların uygulanabilirliğini teorik ve deneysel olarak kanıtladı.
Harici termal yönetim:
IGBT modülünün harici termal yönetim yöntemleri çoğunlukla ortam sıcaklığındaki değişimi telafi etmek veya ortalama bağlantı sıcaklığını kontrol etmek için kullanılırken, düzgün bağlantı sıcaklığı değişimine ilişkin araştırmalar nispeten azdır.
Diğer güç cihazlarına benzer şekilde, verimli, istikrarlı, kullanışlı ve kompakt bir soğutma sistemi, IGBT cihazlarının güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlamak için tasarımında büyük önem taşımaktadır. Özellikle IGBT modülü güç yoğunluğunun artması, zorlu uygulama ortamı ve güvenilirlik ve yaşam gereksinimlerinin iyileştirilmesi ile birlikte IGBT modülü için termal tasarım ve termal yönetim teknolojisi, yeni ürünlerin tasarımı ve uygulamasında en önemli bağlantıdır.
