パワーモジュールのサービス向上のための熱設計

電源モジュール内の MOS チューブ、ダイオード、トランス、およびその他のスペアパーツは、動作中に大きな熱を発生し、継続的な高温は、内部電解コンデンサの寿命を縮め、絶縁を低下させるなど、信頼性に大きな影響を与えます。変圧器のエナメル線、トランジスタの損傷、材料の熱老化、はんだ接合部の脱落など。 統計によると、電子部品の信頼性は、温度が 2 度上昇するごとに 10% 低下します。 パワーモジュールの過熱を避けるためには、熱設計が不可欠です。

パワーモジュールの熱設計では、熱設計エンジニアは損失の低減と熱管理から始めることができます。

エネルギー損失を減らします:

パワーモジュールで損失を発生させるキーコンポーネントは、主にMOS管、ダイオード、トランス、パワーインダクタ、電流制限抵抗などです。損失は発熱の直接の原因であり、損失を低減することは発熱を低減するための基本です。 損失を減らすには？ エンジニアは、回路設計の過程で高度な回路トポロジーと変換技術を採用して、高電力と低損失の目標を達成できます。

熱管理:

パワーモジュールの設計において、熱管理は非常に重要です。 加熱装置と電源シェルは 100 パーセント結合されていないため、少量のエア ギャップがあり、空気の熱伝導率は非常に小さく、わずか 0.02w/m · K です。加熱装置の熱が電源シェルにすばやく伝達されないため、電源モジュールの放熱効率が低下します。

    熱伝導率の高い界面材料を追加してギャップを埋め、ヒーターと電源の間の空気をなくし、伝熱面積を増やし、熱抵抗を減らし、伝熱効率を向上させることができます。 また、熱伝導シリコン膜の熱伝導率は1.0 w/m・Kと空気の50倍以上と高く、パワーモジュールの放熱性を大幅に向上させます。

同時に、ヒートシンクと冷却ファンの取り付けも非常に効果的なソリューションの 1 つです。 一部の超高出力機器では、液体冷却ソリューションも検討できます。 コストは高くなりますが、冷却効果が向上し、パワーモジュールの寿命向上に役立ちます。