為什么精心設(shè)計(jì)的整流橋應(yīng)用仍可能面臨過熱風(fēng)險(xiǎn)？關(guān)鍵在于散熱管理是否到位。高效的熱設(shè)計(jì)直接影響功率半導(dǎo)體器件的可靠性、性能表現(xiàn)和使用壽命。這份指南聚焦SEMIKRON整流橋的散熱管理實(shí)踐。
理解散熱基本原理與挑戰(zhàn)
整流橋在工作時(shí)將部分電能轉(zhuǎn)化為熱能。若熱量無法及時(shí)有效地散發(fā)出去，結(jié)溫會持續(xù)升高。過高的結(jié)溫是器件失效的主要原因之一，可能導(dǎo)致性能下降甚至永久損壞。
熱量的傳遞主要通過熱傳導(dǎo)（從芯片到基板/外殼）、熱對流（散熱器表面與空氣交換）和熱輻射（熱量以電磁波形式散發(fā)）三種途徑。管理好每一步的熱阻是核心挑戰(zhàn)。
熱設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)某Ｒ姾蠊ㄟ^早老化、參數(shù)漂移及意外停機(jī)。(來源：行業(yè)可靠性報(bào)告)
散熱器選型與安裝關(guān)鍵要素
選擇合適的散熱器是散熱管理的基石。需綜合考慮多方面因素。
散熱器性能考量點(diǎn)
- 熱阻值：這是衡量散熱器散熱效率的核心參數(shù)，值越低越好。需匹配器件的散熱需求。
- 材料特性：常見材料如鋁、銅及其合金，其導(dǎo)熱能力存在差異。
- 表面積與鰭片設(shè)計(jì)：更大的有效表面積和優(yōu)化的鰭片結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)空氣對流散熱效果。
- 表面處理工藝：如陽極氧化等處理可改善輻射散熱能力并提升耐腐蝕性。
確保良好熱界面與安裝
- 導(dǎo)熱界面材料：在器件外殼與散熱器接觸面間使用合適的導(dǎo)熱硅脂或導(dǎo)熱墊片至關(guān)重要，能填充微觀空隙，顯著降低接觸熱阻。
- 安裝壓力與均勻性：確保螺釘按推薦扭矩和順序擰緊，使接觸壓力均勻分布，避免局部過熱。
- 清潔度：安裝前務(wù)必保證接觸面的高度清潔，無油污、灰塵或氧化層。
系統(tǒng)級散熱優(yōu)化策略
散熱管理不能僅依賴散熱器本身，需從整個(gè)系統(tǒng)層面進(jìn)行優(yōu)化。
優(yōu)化氣流與環(huán)境
- 強(qiáng)制風(fēng)冷設(shè)計(jì)：合理規(guī)劃風(fēng)扇位置、風(fēng)量和風(fēng)道，確保氣流能有效流經(jīng)散熱器鰭片。避免氣流短路或死區(qū)。
- 設(shè)備布局：保證整流橋周圍有足夠空間利于空氣流通，避免其處于其他熱源的下游位置。
- 環(huán)境溫度控制：盡量將設(shè)備安裝在通風(fēng)良好、環(huán)境溫度較低的區(qū)域。機(jī)柜內(nèi)可考慮增加通風(fēng)或排氣裝置。
