Керування температурою IGBT

Тенденція зростання продажів нових транспортних засобів з енергоспоживанням і поточна ситуація з дефіцитом мікросхем у поєднанні з невизначеністю майбутньої епідемічної тенденції призводять до того, що ринкова пропозиція IGBT все ще перебуває у відносно обмеженому стані. Подібно до інших силових пристроїв, для забезпечення його ефективної, безпечної та стабільної роботи, технологія управління температурою для модуля IGBT є найважливішою ланкою в проектуванні та застосуванні нових продуктів.

Що таке IGBT:

IGBT (біполярний транзистор з ізольованим затвором) є різновидом силового напівпровідникового пристрою. Його китайська назва «біполярний транзистор з ізольованим затвором», який складається з BJT (біполярний транзистор) і MOSFET (польовий транзистор з ізольованим затвором). Будучи основним силовим пристроєм для перетворення енергії та керування потужністю, IGBT у промисловості силової електроніки називають «ЦП».

Керування температурою для модулів IGBT:

Причини несправності більшості силових напівпровідникових модулів IGBT пов’язані з теплом. Таким чином, надійність IGBT також була широко стурбована промисловістю та академічними колами, і в даний час стала гарячою точкою досліджень. Методи теплового керування для модулів IGBT можна розділити на внутрішнє та зовнішнє. У певних додатках через велику теплоємність між системою охолодження та підкладкою напівпровідникового пристрою можна компенсувати лише температуру, що повільно змінюється, тому зовнішнє теплове керування підходить для низькочастотних коливань температури переходу. Для швидкої зміни температури передбачається регулювання електричних параметрів, пов’язаних із температурою в системі, тобто внутрішнього терморегулювання, щоб безпосередньо впливати на температуру з’єднання.

Внутрішнє теплове управління:

Основна ідея внутрішнього теплового керування полягає в тому, щоб змінити втрати модуля IGBT для згладжування коливань температури переходу, викликаних коливаннями потужності навантаження. До цього часу вчені досліджували багато стратегій активного теплового управління, включаючи регулювання частоти перемикання, опору мережі, робочого циклу, циклічної реактивної потужності та маршрутизатора живлення, і довели їх здійсненність теоретично та експериментально.

Зовнішнє теплове управління:

Зовнішні методи управління температурою модуля IGBT в основному використовуються для компенсації зміни температури навколишнього середовища або контролю середньої температури переходу, тоді як досліджень плавної зміни температури переходу відносно мало.

Подібно до інших пристроїв живлення, ефективна, стабільна, зручна та компактна система охолодження має велике значення для розробки пристроїв IGBT для забезпечення їх безпечної та стабільної роботи. Особливо зі збільшенням щільності потужності модуля IGBT, суворим середовищем застосування та покращенням вимог до надійності та терміну експлуатації, для модуля IGBT його тепловий дизайн і технологія керування температурою є найважливішою ланкою в проектуванні та застосуванні нових продуктів.