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IGBT模块的使用及安装注意事项及导热脂厚度对IGBT散热的影响

 阿明哥哥资料区 2021-09-20

1. IGBT模块使用注意事项
  ①选择IGBT模块时不能超过参数表中所列的最大额定值。基于可靠性的原因,必须考虑安全系数。工作频率愈高,工作电流愈小。
  ②驱动电路,考虑到IGBT的UCES和短路耐量之间的折衷关系,建议将栅极电压选为+UG=(12土0.1)V,-UG=5~10V。
  ③使用IGBT时,应在栅极和驱动信号之间加一个栅极驱动电阻Rg,Rg与IGBT的开通和关断特性密切相关,Rg小时开关损耗减少,开关时间减少,关断脉冲电压增加。应根据浪涌电压和开关损耗间最佳折衷(与频率有关)选择合适的Rg值,一般选为10~27Ω。为防止栅极开路,建议靠近栅极与发射极间并联20kΩ~30kΩ电阻。
  ④IGBT模块使用在高频时布线电感容易产生尖峰电压,必须注意布线电感和元件的配置,应注意以下保护项目:a. 过电流保护;b. 过电压保护;c.栅极过压及欠压保护;d. 安全工作区;e. 过热保护。
  ⑤由于IGBT开关速度快,容易产生浪涌电压,所以必须设有浪涌钳位电路,吸收浪涌电压。
  ⑥IGBT是静电敏感器件,为了防止器件受静电危害,应注意以下两点:
  a. IGBT模块驱动端子上的铜环是防静电导电管,用户用接插件引线时取下套管立即插上引线在无防静电措施时,不要用手触摸驱动端子。
  b. 焊接器件时,设备或电烙铁一定要接地。

  2. IGBT模块安装注意事项
  (1)散热器应根据使用条件和环境及模块参数进行匹配选择,以保证模块工作时对散热器的要求。
  (2)散热器表面的光洁度应小于10μm,每个螺钉之间的平面扭曲小于10μm。
  (3)为了减少接触热阻,推荐在散热器与模块之间涂上一层很薄的导热硅脂(导电膏)。
  (4)模块底板为铜板的模块,模块均匀受力后,从模块边缘可看出有少许导热硅脂挤出为最佳。
  (5)模块底板为DBC基板的模块,散热器表面必须平整、光洁,采用丝网印刷或圆滚滚动的方法涂敷一薄层导电硅脂,均匀压接。
  (6)IGBT模块安装在散热器,每个螺钉需用说明书中给出的力矩拧紧。力矩不足导致热阻增加或运动中出现螺钉松动。
  (7)仅安装一个IGBT模块时,装在散热器中心位置,使热阻最小。
  (8)安装几个IGBT时,应根据每个模块发热情况留出相应的空间,发热大的模块应留出较多的空间。
  (9)两点安装紧固螺钉时,每一个和第二个依次紧固额定力矩的1/3,然后反复几次达到额定力矩。
  (10)四点安装和两点安装类似,IGBT长的方向顺着散热器的纹路。紧固螺钉时,依次对角紧固额定力矩的1/3,然后反复几次达到额定力矩。
  (11)使用带纹路的散热器时,IGBT长的方向顺着散热器的纹路,以减少散热器的变形。两只模块在一个散热器上安装时,短的方向并排摆放,中间留出足够的距离,主要是风机散热时减少热量迭加,容易散热,最大限度发挥散热器的效率。模块端子容易连接,有利于减少杂散电感,尤其高频使用时更重要。
  (12)在连接器件时,主端子电极间不能有张力和压力作用,连接线必须满足应用,以免电极端子发热在模块上产生过热。

igbt模块导热脂厚度是否影响散热

IGBT模块一般(绝大多数)是要安装在散热片上,根据温度的需求散热片可能还需要加风扇.。igbt模块导热脂厚度一般为50um-100um之间即可。太薄容易有间隙,太厚又容易增加不必要的导热介质,增加热阻,反而不利高效散热。散热效果好不好是要看模块散热区温度与模块安全温度作比较判断,模块与散热器接触部温度高并不能说明散热效果好。
 
  众所周知,IGBT器件以其输入阻值高、开关速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大等特点,已成为当今功率半导体器件发展的主流器件,广泛应用到各种交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域功率电子电路中。散热设计是这些年IGBT器件研究课题之一,但至今尚未攻破该难题。
 
   安装散热器的基本目的是把IGBT器件中产生的热量传递出去。热量传播主要有如下三种方式,即热传导、热对流和热辐射,而散热器的类型通常有自冷式、风冷式、液冷式和沸腾式四大类。目前比较流行的做法是导热介质材料,导热介质被广泛使用在IGBT器件与散热器接触表面上,主要目的是填充IGBT安装面与散热器之间的间隙,达到均匀、有效的散热效果,避免器件温度过高而损坏IGBT器件,所以导热介质的选取是及其关键重要的。

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