国产毛片a精品毛-国产毛片黄片-国产毛片久久国产-国产毛片久久精品-青娱乐极品在线-青娱乐精品

功率器件熱設計基礎(五)——功率半導體熱容

發布時間:2025-1-17 14:43    發布者:唯樣商城
/ 前言 /

功率半導體熱設計是實現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎,只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識,才能完成精確熱設計,提高功率器件的利用率,降低系統成本,并保證系統的可靠性。

功率器件熱設計基礎系列文章會比較系統地講解熱設計基礎知識,相關標準和工程測量方法。

熱容

熱容Cth像熱阻Rth一樣是一個重要的物理量,它們具有相似的量綱結構。熱容和電容,都是描述儲存能力物理量,平板電容器電容和熱容的對照關系如圖所示。


圖:平板電容器電容和熱容的對應關系


圖:平板的熱容

電容Cel(單位為A·s/V)表示電荷Q和電壓U之間的關系。

熱容Cth(單位為J/K)是表示熱量Qth與溫度差ΔT之間的關系,如式1所示。換句話說,熱容可以被描述為熱量變化與溫差的比值,即:



熱量Qth可以由比熱容cth、質量m和溫差ΔT得到,即:



某一確定材料的比熱容cth是常數,單位為J/(kg·K)(見下表)。如果用式(2)代替式(1)中的ΔQth,則熱容的關系變成:



圖:材料的比熱容cth

由于質量m=ρ·d·A(d是厚度,A是面積,ρ是密度),因此,可以利用材料的比熱容cth、相對密度ρ和體積來計算電力電子器件的熱容。



熱阻抗

利用熱阻Rth和熱容Cth,可以構建一個類似RC低通電路的熱模型,可以用瞬態熱阻或熱阻抗Zth表示這種模型,且每一個實際對象都具有熱阻和熱容。


圖:瞬態熱阻抗Zth,包括平板的熱阻Rth和熱容Cth

上圖給出了瞬態熱阻抗Zth,包括平板的熱阻Rth和熱容Cth。可以在時域中描述熱阻抗Zth,即由于熱容,溫差ΔT隨時間而變化,有:



與電氣工程中的時間常數的定義方式類似,熱容充滿的時間常數τ為:



過渡過程的時間在0~5τ,分別代表了達到終值0~99.3%的時間。超過5τ或者99.3%以后的時間被視作穩態(即熱平衡)。這時假設ΔTmax不再改變,熱容不再對熱阻抗有任何的影響,這樣就可以把熱阻抗Zth與熱阻Rth看成相同的。

下圖給出了熱阻抗Zth隨時間的變化過程,可以通過ΔT(t)和Pth,C計算熱阻抗,即:



圖:熱阻抗Zth與時間的關系

在實際器件數據手冊中熱阻抗Zth圖X軸是時間。

實際器件的熱阻抗

功率半導體結對殼的瞬態熱阻抗Zthjc會在數據手冊中給出,功率半導體常見的封裝為帶銅基板功率模塊、不帶銅基板的DCB模塊和基于銅框架結構的單管,由于傳熱通路的材料不同,材料重量體積不同,所以瞬態熱阻抗Zthjc不同。



銅基板模塊


銅基板模塊很重,主要是有銅基板,EconoDUAL™ 3的銅基板厚度3毫米,這對瞬態熱阻抗Zthjc起著重要作用,熱量會在DCB兩面的銅層和銅基板的縱向和橫向擴散,5τ值大于2秒(圖表摘自FF900R12ME7_B11 900A 1200V半橋模塊)。



DCB模塊:

沒有銅基板的DCB模塊輕很多,DCB的覆銅厚度0.25-0.30mm,熱容就比帶銅基板的模塊小很多,熱量只會在DCB兩面的銅層的縱向和橫向擴散,5τ值大約為0.4秒(圖表摘自FS200R12W3T7_B11 200A 1200V三相橋模塊)。



單管:

單管沒有DCB板,芯片直接焊在了銅框架上,芯片熱量直接加在銅框架上,熱可以在銅框架上很好的擴散,5τ值大約為0.02秒(圖表摘自IKY140N120CH7 140A 1200V IGBT單管)。



小結

本文介紹了熱容的概念,提出了瞬態的熱特性,并對比了不同封裝的瞬態熱阻,下一篇將詳細介紹瞬態熱測量。

本文轉載自:英飛凌工業半導體,作者:陳子穎

參考資料

1. 《IGBT模塊:技術、驅動和應用 》機械工業出版社


本文地址:http://m.qingdxww.cn/thread-880693-1-1.html     【打印本頁】

本站部分文章為轉載或網友發布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問題,我們將根據著作權人的要求,第一時間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發表評論 登錄 | 立即注冊

廠商推薦

  • Microchip視頻專區
  • 使用SAM-IoT Wx v2開發板演示AWS IoT Core應用程序
  • 使用Harmony3加速TCP/IP應用的開發培訓教程
  • 集成高級模擬外設的PIC18F-Q71家族介紹培訓教程
  • 探索PIC16F13145 MCU系列——快速概覽
  • 貿澤電子(Mouser)專區
關于我們  -  服務條款  -  使用指南  -  站點地圖  -  友情鏈接  -  聯系我們
電子工程網 © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
主站蜘蛛池模板: 国产精品久久香蕉免费播放 | 综合色网站 | 色一伦一情一区二区三区 | 久久人视频 | 四虎永久在线观看视频精品 | 青青伊人影院 | 91久久精品国产一区二区 | 麻豆成人在线视频 | 2023av在线| 欧美亚洲国产成人高清在线 | 日本高清中文字幕一区二区三区a | 青草国内精品视频在线观看 | 精品日产一卡2卡三卡4卡在线 | 一区二区三区视频在线观看 | 国产91精品久久久久久 | 免费麻豆 | 国产亚洲欧美日韩在线看片 | 国产精品亚洲一区二区麻豆 | 国产自产c区 | 三级网站国产 | 免费大片黄在线观看日本 | 97看片| 日本道在线播放 | 久久九九久精品国产 | 国产精品一区二区三区久久 | 在线精品自拍亚洲第一区 | 草逼免费看| 日韩国产欧美视频 | 亚洲视频在线观看网站 | 欧美日本免费观看αv片 | 男人扒开你的下面狂躁的视频 | 国产精品999在线 | 91成人在线播放 | 久久艹艹| 在线视频亚洲色图 | 欧美人与性动交α欧美精品 | 成人欧美精品久久久久影院 | 天堂网最新版www | 亚洲卡一卡2卡三卡4麻豆 | 欧美日韩一区二区视频图片 | 亚洲精品视频免费在线观看 |