和空冷相比,散热器的表面和冷却介质之间的温差比较小。它可以从两方面来加以利用:
1)提高功率,在负载循环变化时允许芯片产生更大的动态温差△Ti;
2)降低芯片的温度,延长寿命。
由于水具有较大的热容量(比热容Cp=4.187kJ/kg·K),所以它原则上优于其他液体介质,如油、乙二醇等。
然而,由于水可能会引起生锈和结冻,所以开放式的或封闭式的纯水循环系统极少被应用。
如果将水与醇相混合,则冷却液的热容量会下降(当入醇量为50%以及流体温度为40℃时Cp=3.4kj/kS·K)。另外,冷却液的粘度和比重随加醇的比例上升而上升,导致散热器和冷却液之间的热阻Rthha急剧增加。例如,同纯水相比,含50%醇的冷却液热阻会增加约50%~60%;而当醇含量为90%,时,热阻会进一步上升60%~70%。
为了防锈的目的,SEMIKRON的铝制水冷散热器要求醇的含量不低于10%。冷却液的硬度不得超过6。当冷却温度大于60℃时,则建议使用循环式的冷却液。
采用水冷时,带功率模块或SKiiPPACK的散热器也叮以串联。作为经验值,每个散热器(例如,SEMIKRON用于SKiiPPACK的水冷散热器)在流量为10L/min以及采用50%/50%的水醇混合液时,每kW功耗的进出口温差约为1.7K。
9 功率电路的设计
MOSFET、IGBT或SKiiPPACK模块的功率电路可以由印刷线路板、铜线、导电铜排或铝排构成,取决于模块所开关的电流和电压等级。
除了常规的安装规定以外,例如,爬距、电火花间隙或电流密度,由于系统的开关时间极短,约在ns至μs范围内,功率电路的设计还须满足高频技术的要求。
9.l 寄生电感和电容
图55显示了一个带有寄生元件的IGBT变 >>