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大功率MOS管散熱器的使用和散熱技術的應用

發布時間:2019/11/24     來源:電子散熱器    站點:http://www.3840391.live
 

      大功率MOS管逆變器工作的時候,發熱量非常大,如果MOS管散熱效果不好,溫度過高就可能導致MOS管的燒毀,進而可能導致整個電路板的損毀。傳統大功率逆變器MOS管散熱,大功率逆變器MOS管設置于電路板,同時散熱器也設置于電路板,MOS管與散熱器接觸,當電路工作的時候,MOS管散發的熱量由散熱器迅速散發出去。

       MOS管電子散熱器的作用mos散熱片是一種給電器中的易發熱電子元件散熱的裝置,多由鋁合金,黃銅或青銅做成板狀,片狀,多片狀等,如電腦中CPU中央處理器要使用相當大的散熱片,電視機中電源管,行管,功放器中的功放管都要使用散熱片。一般散熱片在使用中要在電子元件與散熱片接觸面涂上一層導熱硅脂,使元器件發出的熱量更有效地傳導到散熱片上,再經散熱片散發到周圍空氣中去。

MOS管散熱器檢測處理方式
1.多鋪銅,增加散熱過孔。
2.貼散熱膠。通常采用散熱器加導熱硅膠的設計直接接觸散熱,如果MOS管外殼不能接地,可以采用絕緣墊片隔離后再用導熱硅脂散熱。也可以選用硅膠片,硅膠覆蓋MOS管,除了散熱還可以起到防止靜電損壞的作用。
    在上述兩種方法中有一帖散熱膠為較常用的方法,其中常用的散熱材料包括導熱硅脂、導熱雙面膠和導熱硅膠片。導熱硅脂俗稱散熱膏,導熱硅脂以有機硅酮為主要原料,是一種高導熱絕緣有機硅材料,幾乎永遠不固化,可在-50℃—+230℃的溫度下長期保持使用。導熱雙面膠常用于LED等功率器件的散熱,其導熱系數通常大于1.5W/(M.K);導熱硅膠片起到導熱作用,在發熱體與散熱器件之間形成良好的導熱通路,與散熱片,結構固定件(風扇)等一起組成散熱模組。

    為大功率MSO管加裝散熱片和導熱硅膠片時,盡量減少開關管集電極和散熱片之間的耦合電容Ci,同時也要保證導熱效果。以Laird的導熱硅膠片安裝為例,安裝時首先要保持與導熱硅膠片接觸面的干凈,預防導熱硅膠片黏上污穢,安裝時可以采用撕去另一面保護膜,放入散熱器,再撕去后一面保護膜的方式安裝,同時注意力度要小,避免拉傷或拉起導熱硅膠片。

      如何正確給MOS管加散熱片在電子電路設計當中,很多情況下都要考慮EMC的問題。在設計中使用MOS管時,在添加散熱片時可能會出現一種比較糾結的情況。當MOS管的EMC通過時,散熱片需要接地,而在散熱片不接地的情況下,EMC是無法通過的。那么為何會出現這種現象呢?簡單來說,針對傳導可以將一些開關輻射通過散熱器傳導到大地回路,減弱了走傳輸線,讓流通的路徑更多了。
       針對輻射,沒接地的散熱器不僅沒好處,反而是輻射發射源,對EMC壞處更大,同時接地了,能起到一定的屏蔽效果,所以布板時,將大電解電容用來做屏蔽用,將IC放在大電解電容下面防止干擾都是這個道理。
      共模干擾騷擾通過MOS管與散熱片寄生電容、LISN、以及L、N線返回到源。如果MOS管接地的話,在騷擾電壓一定的情況下,阻抗很低,騷擾電流很大,導致CE測試失效。
       開關管由導通切換為關斷狀態時,脈沖變壓器分布電感儲存的能量,將與C1產生振蕩,導致開關管C、E之間的電壓迅速上升達500V左右,形成浪涌電壓。并產生按開關頻率工作的脈沖串電流,經集電極和散熱器之間的分布電容Ci及變壓器初,次級之間的分布電容Cd返回AC線形成共模騷擾電流。
      開關管由關斷切換為導通狀態時,C1通過開關管放電形成浪涌電流產生差模騷擾。
      減少開關管集電極和散熱片之間的耦合電容Ci。可以選用低介電常數的材料作絕緣墊,加厚墊片的厚度。也可以用靜電屏蔽的方法。例如,在集電極和散熱片之間墊上一層夾心絕緣物,即絕緣物中間夾一層銅箔,作為靜電屏蔽層,并接在輸入直流OV地上,散熱片仍接機殼地,這層靜電屏蔽層將大大減小集電極和散熱片之間的電場耦合。共模干擾轉化為差模,回流的源中,不通過LISN。
      如果在電路功率大的時候,MOS管的數量會比較多,按照目前這種MOS管散熱結構,只能增加散熱器和電路板的長度來供所有MOS管散熱,這樣就會增加機箱的體積,同時這種散熱結構,風量發散,散熱效果不好。有些大功率逆變器MOS管會安裝通風紙來散熱,但是安裝通風紙很麻煩。所以MOS管對散熱的要求很高,散熱條件分為較低和較高,即在運行中的散熱情況的上下浮動范圍。一般在選購的時候通常采用偏差的散熱條件為標準,這樣在使用的時候就可以留出較大的安全余量,即使在高溫中也能確保系統的正常運行。
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