Aluminiowe azotki ceramiczne dyski dla modułów mocy IGBT
Aluminiowe azotek (ALN) tarcze ceramiczne są naprawdę ważne w modułach mocy IGBT (izolowana brama bipolarna). Dysk te są wykonane tak, aby pasowały do specjalnych potrzeb zastosowań o dużej mocy, wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze. Mogą oferować naprawdę dobre właściwości termiczne i elektryczne.
1. Właściwości materialne
(1) Wysoka przewodność cieplna
ALN Ceramiczne dyski mają wyjątkową przewodność cieplną, zwykle od 170–230 W/(M · K). Ta wysoka wartość umożliwia wydajne rozpraszanie ciepła z modułu mocy IGBT. Ponieważ IGBT generują znaczną ilość ciepła podczas pracy, dysk ALN działa jako skuteczne podłoże rozprzestrzeniające się ciepło. Szybko przenosi ciepło z układu IGBT do radiatora lub innych elementów chłodzących, zapobiegając przegrzaniu i zapewniającym niezawodne działanie modułu zasilania.
Doskonała przewodność cieplna pomaga również w utrzymaniu jednolitego rozkładu temperatury w module. Jest to niezbędne dla długoterminowej stabilności i wydajności IGBT, ponieważ gradienty temperatury mogą prowadzić do naprężenia termicznego i potencjalnego uszkodzenia komponentów.
(2) Najwyższa izolacja elektryczna
Kolejną kluczową właściwością dysków ceramicznych ALN jest ich doskonała izolacja elektryczna. Mają wysoką wytrzymałość dielektryczną i niską stratę dielektryczną, która skutecznie izoluje sygnały elektryczne w module mocy IGBT. Oporność na objętość ALN jest zwykle większa niż 10¹⁴ ω · cm, co czyni go idealnym materiałem do zapobiegania wyciekom elektrycznym i krótkimi obwodami.
W środowisku wysokiego napięcia i wysokiej częstotliwości modułów mocy IGBT izolacja elektryczna zapewniana przez dyski ALN zabezpiecza integralność obwodu i chroni wrażliwe komponenty przed zakłóceniami elektrycznymi.
(3) Dobra wytrzymałość mechaniczna
Tarki ceramiczne ALN wykazują dobrą wytrzymałość mechaniczną, w tym wysoką wytrzymałość na zginanie i twardość. Umożliwia to wytrzymanie naprężeń mechanicznych, które mogą wystąpić podczas montażu, pracy i cyklu termicznego modułu zasilania IGBT. Wytrzymałość na zginanie ALN może osiągnąć do kilkuset MPa, w zależności od procesu produkcyjnego i jakości materiału.
Ich siła mechaniczna przyczynia się również do ogólnej integralności strukturalnej modułu mocy, zapewniając, że dyski mogą wspierać wagę innych komponentów i utrzymać swoją pozycję i funkcjonalność w czasie.
(4) Tabela parametrów wydajności aluminium azotku tarcza ceramiczna
2. Rozważania projektowe dotyczące aplikacji IGBT
(1) Zarządzanie termicznie
Projekt dysków ceramicznych ALN dla modułów mocy IGBT koncentruje się na optymalizacji zarządzania termicznego. Grubość i średnica dysków są starannie wybierane tak, aby pasowały do ciepła - generując charakterystykę IGBTS. Curner Disc może oferować lepsze przenoszenie ciepła, ale może poświęcić wytrzymałość mechaniczną, podczas gdy grubszy dysk może mieć lepsze wsparcie mechaniczne, ale mniej wydajne rozpraszanie ciepła.
Ponadto wykończenie powierzchni dysku może wpływać na przenoszenie ciepła. Gładka powierzchnia w kontakcie z układem IGBT i radiatorem promuje lepsze przewodnictwo termiczne, zmniejszając opór termiczny między różnymi składnikami.
(2) Izolacja elektryczna
Aby zapewnić skuteczną izolację elektryczną, tarcze ceramiczne ALN są zaprojektowane z odpowiednimi wymiarami i geometrią, aby zapewnić wystarczające odległości pełzania i prześwitu. Odległości te zapobiegają łuszczeniu elektrycznym i rozkładowi między częściami wysokiego napięcia i niskim napięciem modułu mocy IGBT.
Jakość materiału dielektrycznego i jego jednorodność na dysku są również kluczowymi czynnikami w utrzymywaniu wiarygodnej izolacji elektrycznej.
(3) Kompatybilność z procesami montażu
Dysk muszą być kompatybilne z procesami montażu modułów mocy IGBT. Ich kształt i rozmiar powinny być ustandaryzowane tak, aby łatwo zmieścić się w obudowie modułu. Powierzchnia dysku może mieć takie cechy, jak otwory lub podkładki montażowe, aby ułatwić połączenie innych komponentów, takich jak przewody lub elementy rozprzestrzeniające ciepło.
3. Korzyści w modułach mocy IGBT
(1) Poprawiona wydajność
Za pomocą dysków ceramicznych ALN oporność termiczna modułu mocy IGBT jest znacznie zmniejszona. Prowadzi to do niższych temperatur roboczych, co z kolei poprawia wydajność i wydajność IGBT. Skuteczne rozpraszanie ciepła pozwala również modułowi mocy obsługiwać wyższe poziomy mocy bez poświęcania niezawodności.
Doskonała izolacja elektryczna zapewniana przez dyski zapewnia stabilne działanie modułu, minimalizując szum elektryczny i zakłócenia. Powoduje to czystszą i dokładniejszą konwersję mocy, zwiększając ogólną wydajność systemu konwersji mocy.
(2) Zwiększona niezawodność
Tarki ceramiczne ALN przyczyniają się do długoterminowej niezawodności modułu mocy IGBT. Ich zdolność do wytrzymywania wysokich temperatur i naprężeń mechanicznych zmniejsza ryzyko awarii komponentu z powodu cyklu termicznego i wibracji mechanicznych.
Niezawodna izolacja elektryczna chroni również moduł przed uszkodzeniami elektrycznymi, takimi jak krótkie obwody i podział dielektryczny, zwiększając średni czas - niepowodzenia (MTBF) i ogólną żywotność modułu zasilania.
(3) Kompaktowa konstrukcja
Ze względu na wysokie właściwości termiczne i elektryczne dysków ceramicznych ALN, moduły mocy IGBT można zaprojektować bardziej kompaktowo. Skuteczne rozproszenie ciepła pozwala na bliższe pakowanie komponentów bez obaw związanych z przegrzaniem, a niezawodna izolacja elektryczna umożliwia integrację większej liczby funkcji w mniejszej przestrzeni. Ta kompaktowa konstrukcja jest korzystna dla zastosowań, w których przestrzeń jest ograniczona, na przykład w pojazdach elektrycznych i sprzęcie elektronicznym.
Oferujemy różnorodne zaawansowane ceramiki, w tym ceramikę glinu, ceramikę azotku aluminium, ceramikę węglika krzemu, ceramikę azotku krzemu i materiały metalizacyjne ceramiczne, aby poprawić i rozszerzyć wydajność twoich produktów, procesów lub systemów. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz stabilności w wysokiej temperaturze, wysokiej twardości i opornej na zużycie powierzchni, zwiększonej sztywności w celu odporności na promieniowanie masy, barierę przeciwkorozji lub niską szybkość rozszerzenia cieplnej, możemy je zapewnić. Możemy zapewnić znaczne korzyści z wyników i kosztów, aby zaspokoić Twoje potrzeby.
Witamy, aby skontaktować się z nami, aby uzyskać więcej informacji.