igbt器件工作時產生的熱量會使晶元溫度公升高。如果igbt散熱問題處理不好，就有可能使晶元溫度公升高到超過所允許的最高igbt結溫，從而導致器件效能惡化或失效。若在電路設計中，進行了合理的散熱設計，不但能使器件的潛力得到充分發揮，而且還能提高電路的可靠性。
因此，igbt散熱設計也是功率電子電路設計任務中不可缺少的重要環節之一。
igbt散熱設計的基本任務是，根據傳熱學的基本原理，為器件設計一熱阻盡可能低的熱流通路，使器件發出的熱量能通過它盡快地發散出去，從而保證器件執行時，其內部的結溫始終保持在允許的結溫之內。
隨著igbt器件容量的不斷增大，對散熱效能提出越來越高的要求。散熱器發展初期，選配散熱器不是以結溫，而是以額定電流作為依據。也就是說，一定額定電流下的器件必須配一定型號的散熱器，這種指導思想在實際使用中曾被普遍採用。
但是實踐證明，當額定電流相同的器件(正向壓降不同)，配以相同的散熱器時，有的能夠長期可靠執行，有的卻很快損壞，因此不得不在標準中規定器件必須帶散熱器一起試驗，一起出廠，這樣大大影響了散熱器的可換性，使製造單位和使用單位都感很不便，而且也很不經濟。
採用結溫作為器件與散熱器匹配的依據，並建立了穩態熱(簡稱熱阻)概念之後，散熱器的可換性得到了保證。因為兩者的匹配關係可以通過計算來確定，使用者可根據實際的穩態耗散功率(不是額定電流)及實際介質溫度來選擇理想的散熱器。只有這樣，才能保證使用者能夠經濟又靈活地選配散熱器，使器件的製造廠達到分別試驗、分別**的目的。
安裝散熱器的基本目的是把igbt器件中產生的熱量傳遞出去。與其他物體傳熱一樣，有下面三種方式；熱傳導、熱對流和熱輻射。
散熱器的型別
igbt器件配用的散熱器通常有自冷式、風冷式、液冷式和沸騰式四大類。
1．自冷式散熱器
自冷式是通過空氣自然對流及輻射作用將熱量帶走的散熱方式。這種散熱的效率很低，對流換熱係數。α僅有(6~13)x 4.
18 x103j／h.m2.k，但是它的結構簡單、噪音小、維護方便，無需風機或迴圈系統等優點。
通常適用於額定電流在20a以下的器件或簡單裝置中的大電流器件。隨著半導器件**的不斷降低，較大器件也採用自冷式散熱器，尤其在衝擊負載的變流裝置中應用更廣泛。國內螺栓式器件使用的標淮散熱器型號和部分引數見表1，結構示意見圖1。
國產自冷式型材散熱器和叉指型散熱器的型號和其對應的熱阻rθs-a之值見表2和表3，它們的外形圖和特性曲線如圖2和圖3所示。從表2和表3可見，散熱器到環境的熱阻rθs-a隨加於散熱器上的耗散功率pc值的增大而略有下降。這是因為當加於散熱器上的功率pc增大時，散熱器的溫公升此也就隨之增大。
散熱器與環境之間的溫差增大，散熱器的輻射散熱和對流散熱的散熱能力就增強，所以其熱阻rθs-a呈現略有下降趨勢。
2．風冷式散熱器
風冷式散熱器主要用於電流額定值在50—500a的器件。風冷式散熱器的特點是散熱效率高，其換熱係數為(35~52)x 4.18 x103j／h.
m2.k。是自冷式散熱的效率的2~4倍。
但是採用風冷需配備風機，因而出現雜訊大，容易吸入灰塵，可靠性相對降低，維護困難等缺點。
散熱器材料質量特性，對散熱效率有顯著影響。紫銅導熱係數較高為 330 x 4.18 x103j／h.
m2.k，相當於工業純鋁160 x 4.18 x103j／h.
m2.k的2倍，在相同散熱效率下，紫銅散熱器的體積為鋁質散熱器的1／2—1／3，並且有耐鹽露等優點。但由於銅的比重大，**高(為鋁材的3倍左右)，一般較少應用。
螺栓式器件用的sl系列風冷式散熱器型號和部分引數見表4所列，結構示意圖見圖4。平板式器件用的sf系列風冷式散熱器型號和部分引數見表5，結構示意圖如圖5所示。
在風冷裝置內部的冷卻風速標準值為6m／s，若風速小於標準值時，應根據製造單位所提供的資料查取對應於實際風速的熱阻。當製造單位沒有給出低於標準風速下的熱阻時，可以近似地用表6所列係數乘以額定熱阻rsa。器件的容量隨風速降低而減小，亦即係數k隨風速下降而增大。
在進行風冷式散熱設計時，需計算空氣流量，可用下面兩個公式：
式中 pd——電源的總耗散功率；
△t——裝置內部和外部溫度之差。
3．水冷式散熱器
（1）水冷式散熱器的型式
水冷式散熱器的散熱效率極高，其對流換熱係數160 x 4.18 x103j／h.m2.
k，等於空氣自然冷卻換熱係數的150-300倍。以水冷式散熱器代替風冷式散熱器，可大大提高器件的容量。這種散熱器一般適用於電流容量在500a以上的器件，少數也應用於200a器件。
冷卻形式的選擇主要決定於裝置容量而不是器件的容量。
由於水的絕緣性較差，而且會在高電壓下出現電腐蝕和漏電現象，因此對高壓裝置來說，其冷卻水必須用離子交換樹脂來進行處理，此時必須使用複雜的迴圈水冷卻系統。只有在低電壓下，例如裝置電壓低於400v(dc)或380v(ac)時，才可以來用流水冷卻，以簡化冷卻系統。實際上這個分界線也是隨著裝置的電流容量而有所變動的。
當裝置容量較大時，例如直流3000a以上，即使電壓只有200v，仍應採用迴圈水冷卻，當電流較小時，如直流200a以下，即使電壓600v(dc)或660v(ac)，亦可使用水冷卻。總之，水冷式散熱器的型式選擇取決於對電壓高低、電流大小、經濟性和維護方便的綜合考慮。
(2)水質要求
對迴圈冷卻水來說，應保證電阻率不小於104~105ω*cm，根據裝置電壓而定。如，當直流電壓為600~800v時，水的電阻率應不小於5*104ω*cm。
流水冷卻系統的冷卻水，在25℃以下測得的電阻率應不小於2500*104ω*cm，其雜質量應不超過下列數值：
1)中性或略呈鹼性反應，即ph值在7~9之間；
2)氯化物含量不大於20 x10-6，硝酸鹽不大於10ppm，硫酸鹽含量不大於100 x10-6；
3)不溶物質含量不大於250 x10-6。
必須指出，在採取措施，保證水質要求之後，一般散熱器在通電過程中，仍然會出現電蝕現象，電壓愈高，則電蝕愈嚴重；有時需要採取額外的防蝕措施。例如在中低壓裝置中，鋼的電導率和導熱率只等於銅的1/2~1/3，但由於耐電蝕效能良好，仍被採用。
(3)凝露問題及防止措施
當冷卻水溫度低於環境溫度時，特別在相對濕度很高的夏季，往往出現凝露現象，使器件陰陽極之間的絕緣電阻大大下降而發生漏電、爬電和由此引起擊穿事故。為此必須採取預防措施，使散熱器溫度不低於**溫度。例如在空載或輕載時，切斷冷卻水；採用加熱措施，便裝置內溫度高於**溫度；或者採用提高水溫等措施。
當散熱器溫度低於環境溫度的某一數值，剛好出現凝露現象時的溫度叫做**溫度。
它由下式計算：
式中 b—相對濕度；
ps—飽和蒸汽壓，pa，
p—實際蒸汽壓，pa。
例如：已知環境溫度t＝30℃，相對濕度b＝80％，從表7中可查得ps＝31.32x133.
322pa，則實際蒸汽壓p＝ps xb％＝25.05 x133.322pa。
再從表7中找出對應於25.05 x133.322pa時的溫度接近26℃，此溫度即為當時的**溫度，亦即所選取的散熱器進水溫度不低於26℃，則不會出現凝露。
4．沸騰式冷卻散熱器 』
沸騰式冷卻散熱器具有極高的冷卻效率，對流換熱係數為160 x 4.18 x103j／h.m2.
k，其等效導熱率相當於同幾何尺寸的實心銅導熱率的380倍左右。沸騰式冷卻散熱效率也超過水冷式。沸騰冷卻裝置的體積比自冷式裝置小得多。
沸騰式冷卻是將冷卻媒質放在密閉容器中，通過媒質的相變來進行冷卻的技術，如圖6所示。液體在密閉器皿中受熱沸騰，蒸發後的氣體，通過蒸汽管將發熱體的熱量帶給冷逐面，在該處重新凝結成液體，由回流管流回密閉器皿中，如此周而復始，對發熱體進行冷卻。這樣，使用很細的蒸發管可以傳遞極大的熱功率。
沸騰式冷卻早期使用的工作工質有水、乙醚、酒精等，但從絕緣性能、不燃性、工作溫度、蒸汽壓強等特性來考慮，適用於半導體器件冷卻的工質以常用氟利昂r—113和fc—77為宜。
總的說來，沸騰式冷卻的**較貴，通常適用於要求有限的發熱體面積散發出特大熱功率以及要求重量輕的場合。例如在地鐵機車和航天裝置中。
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