一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法，其特征是利用散熱片鑲嵌在控制器殼體底座上，并穿透控制盒底座，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊裝在散熱片平面上，絕緣柵雙極型晶體管通過(guò)安裝螺絲固定在散熱片上；在控制器運(yùn)行時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管產(chǎn)生的熱能通過(guò)三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊傳導(dǎo)至控制器殼體底座的外部實(shí)施散熱.本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：采用三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊有效提高控制器內(nèi)的絕緣柵雙極型晶體管散熱性能，防止溫度過(guò)高導(dǎo)致器件被擊穿失效，通過(guò)三氧化鋁材料物性的特征，提高絕緣柵雙極型晶體管與熱片之間的耐壓絕緣性，防止導(dǎo)熱絕緣墊材料因變形、老化后帶來(lái)的電子安全隱患，為后續(xù)電動(dòng)汽車空調(diào)領(lǐng)域的功率控制器提供了一個(gè)高效散熱的解決方案。
【專利說(shuō)明】
一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種用于空調(diào)系統(tǒng)中壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)與加熱器功率控制的絕緣柵雙極型晶體管的散熱的方法，屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，汽車電子也跟隨電動(dòng)汽車的步伐快速的發(fā)展，汽車電子的安全性也不斷在完善;尤其是為了降低工作電流，電動(dòng)汽車的額定電壓由早期的48V進(jìn)化到目前主流的300V或更高，對(duì)電子器件的散熱與絕緣性能也提出更苛刻的要求，空調(diào)系統(tǒng)中，功率超過(guò)IKW以上的壓縮機(jī)電機(jī)控制器、加熱器控制器等不可缺的電動(dòng)汽車部件，都需要多個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)用于壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制器以及加熱器的功率的控制器，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的背面一般是導(dǎo)熱金屬導(dǎo)體，需要將它的熱量通過(guò)導(dǎo)熱絕緣墊散發(fā)避免溫度過(guò)高而導(dǎo)致器件被擊穿而失效。
[0003]現(xiàn)有的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)其散熱的方法是采用導(dǎo)熱絕緣硅膠片布置于絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的背面，緊貼著散熱金屬片將熱量由控制盒內(nèi)傳導(dǎo)到控制盒外進(jìn)行冷卻，由于硅膠墊的導(dǎo)熱系數(shù)低，雖然增加金屬粉的含量能提高硅膠墊的導(dǎo)熱系數(shù)，但同時(shí)也導(dǎo)致絕緣性能下降，已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)大功率絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的散熱及絕緣要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的是一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法，其目的是采用三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊有效提高控制器內(nèi)的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的散熱性能。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法，其特征是利用散熱片I鑲嵌在控制器殼體底座6上，并穿透控制盒底座6，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2裝在散熱片I平面上，絕緣柵雙極型晶體管3通過(guò)安裝螺絲4固定在散熱片I上；在電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的電機(jī)控制器、加熱器的功率控制器運(yùn)行時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管3產(chǎn)生的熱能通過(guò)三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2傳導(dǎo)至控制器殼體底座6的外部實(shí)施散熱。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:采用三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊有效提高控制器內(nèi)的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3散熱性能，防止溫度過(guò)高導(dǎo)致器件被擊穿失效，通過(guò)三氧化鋁材料物性的特征，提高絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3與散熱器I之間的耐壓絕緣性，防止導(dǎo)熱絕緣墊材料因變形、老化后帶來(lái)的電子安全隱患，為后續(xù)電動(dòng)汽車空調(diào)領(lǐng)域的功率控制器提供了一個(gè)高效散熱的解決方案。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)結(jié)構(gòu)示意圖，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊與散熱器為分體式。
[0008]圖2是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)結(jié)構(gòu)示意圖，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊與散熱器為一體式。
[0009]圖中的I是散熱片、2是三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊、3是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、4是固定螺絲、5是電路板、6是控制器殼體底座、7是控制器殼體蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖所示，一種絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，其結(jié)構(gòu)是包括散熱片1、三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT) 3、固定螺絲4、電路板5、控制器殼體底座6、控制器殼體蓋板7;其中散熱片I鑲嵌在控制器殼體底座6，穿透控制盒底座6，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2裝置在散熱片I平面上，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3通過(guò)安裝螺絲4固定在散熱片I上，電路板5安裝在控制器殼體底座6內(nèi)側(cè)，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3的引腳與電路板5的焊盤連接，控制器殼體蓋板7與控制器殼體底座6通過(guò)緊固件合成一體。
[0011]使用時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3安置在電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的電機(jī)控制器、加熱器的功率控制器的內(nèi)側(cè)，在控制器運(yùn)行時(shí)，將絕緣柵雙極型晶體管產(chǎn)生的熱能通過(guò)三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊傳導(dǎo)至控制器殼體底座的外部實(shí)施散熱。
[0012]所述的散熱片I為金屬材質(zhì)，如鋁合金、銅合金等鑲嵌在控制器殼體底座6;導(dǎo)熱面在控制器殼體底座6內(nèi)側(cè)，散熱面在控制器殼體底座6外側(cè)。
[0013]所述的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3引腳通過(guò)錫焊焊接在電路板5的焊盤上，發(fā)熱面與三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2通過(guò)螺絲連接，將熱能傳導(dǎo)至散熱片I上。
[0014]所述的固定螺絲4將絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3固定在三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2上。
[0015]所述的電路板5集成控制器的電路與電子元器件，接收電動(dòng)汽車上位機(jī)發(fā)送的工作指令執(zhí)行對(duì)電子部件電機(jī)、加熱器的功率控制。
[0016]所述的控制器殼體底座6為塑料材質(zhì)，集成散熱片1、三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3、固定螺絲4、電路板5，如電動(dòng)汽車加熱器的控制器。
[0017]所述的控制器殼體底座6為金屬材質(zhì)，集成三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3、固定螺絲4、電路板5，散熱片I則是控制器殼體底座6的一部分，如電動(dòng)汽車壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制器。
[0018]所述的控制器殼體蓋板7與控制器殼體底座6連接形成一個(gè)封閉的控制器內(nèi)腔，達(dá)到防塵或防水的目的。
[0019]本結(jié)構(gòu)裝在電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制器、加熱器功率控制器內(nèi)，在控制器運(yùn)行時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3所產(chǎn)生的熱能將通過(guò)三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2高效的傳導(dǎo)至控制器殼體底座6的外部進(jìn)行散熱，由于導(dǎo)熱迅速使得絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3能長(zhǎng)時(shí)間工作避免溫升導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)閉保護(hù)或停機(jī)狀態(tài)。
[0020]采用的三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊2物理性能穩(wěn)定，不存在如現(xiàn)有硅膠導(dǎo)熱絕緣墊類似的材料老化問(wèn)題，或變形導(dǎo)致固定螺絲松脫所引起的引腳焊點(diǎn)脫落等問(wèn)題，本結(jié)構(gòu)屬于免維護(hù)的方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法，其特征是利用散熱片鑲嵌在控制器殼體底座上，并穿透控制盒底座，三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊裝在散熱片平面上，絕緣柵雙極型晶體管通過(guò)安裝螺絲固定在散熱片上;在電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的電機(jī)控制器、加熱器的功率控制器運(yùn)行時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管產(chǎn)生的熱能通過(guò)三氧化鋁導(dǎo)熱絕緣墊傳導(dǎo)至控制器殼體底座的外部實(shí)施散熱。
【文檔編號(hào)】H01L23/433GK106098655SQ201610528613
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】李江
【申請(qǐng)人】蘇州新智機(jī)電工業(yè)有限公司