一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法
【專利摘要】本發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，三氧化鋁導熱絕緣墊裝在散熱片平面上，絕緣柵雙極型晶體管通過安裝螺絲固定在散熱片上；在控制器運行時，絕緣柵雙極型晶體管產生的熱能通過三氧化鋁導熱絕緣墊傳導至控制器殼體底座的外部實施散熱.本發明的優點是：采用三氧化鋁導熱絕緣墊有效提高控制器內的絕緣柵雙極型晶體管散熱性能，防止溫度過高導致器件被擊穿失效，通過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，防止導熱絕緣墊材料因變形、老化后帶來的電子安全隱患，為后續電動汽車空調領域的功率控制器提供了一個高效散熱的解決方案。
【專利說明】
一種絕緣柵雙極型晶體管高效散熱的方法
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種用于空調系統中壓縮機驅動電機與加熱器功率控制的絕緣柵雙極型晶體管的散熱的方法，屬于電動汽車技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的發展，汽車電子也跟隨電動汽車的步伐快速的發展，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，電動汽車的額定電壓由早期的48V進化到目前主流的300V或更高，對電子器件的散熱與絕緣性能也提出更苛刻的要求，空調系統中，功率超過IKW以上的壓縮機電機控制器、加熱器控制器等不可缺的電動汽車部件，都需要多個絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)用于壓縮機驅動電機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)的背面一般是導熱金屬導體，需要將它的熱量通過導熱絕緣墊散發避免溫度過高而導致器件被擊穿而失效。
[0003]現有的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)其散熱的方法是采用導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傳導到控制盒外進行冷卻，由于硅膠墊的導熱系數低，雖然增加金屬粉的含量能提高硅膠墊的導熱系數，但同時也導致絕緣性能下降，已經無法滿足對大功率絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的散熱及絕緣要求。
【發明內容】
[0004]本發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熱絕緣墊有效提高控制器內的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的散熱性能。
[0005]本發明的技術方案是: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通過安裝螺絲4固定在散熱片I上；在電動汽車空調壓縮機的電機控制器、加熱器的功率控制器運行時，絕緣柵雙極型晶體管3產生的熱能通過三氧化鋁導熱絕緣墊2傳導至控制器殼體底座6的外部實施散熱。
[0006]本發明的優點是:采用三氧化鋁導熱絕緣墊有效提高控制器內的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3散熱性能，防止溫度過高導致器件被擊穿失效，通過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，防止導熱絕緣墊材料因變形、老化后帶來的電子安全隱患，為后續電動汽車空調領域的功率控制器提供了一個高效散熱的解決方案。
【附圖說明】
[0007]圖1是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)結構示意圖，三氧化鋁導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)結構示意圖，三氧化鋁導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。
【具體實施方式】
[0010]如圖所示，一種絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)，其結構是包括散熱片1、三氧化鋁導熱絕緣墊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內側，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通過緊固件合成一體。
[0011]使用時，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3安置在電動汽車空調壓縮機的電機控制器、加熱器的功率控制器的內側，在控制器運行時，將絕緣柵雙極型晶體管產生的熱能通過三氧化鋁導熱絕緣墊傳導至控制器殼體底座的外部實施散熱。
[0012]所述的散熱片I為金屬材質，如鋁合金、銅合金等鑲嵌在控制器殼體底座6;導熱面在控制器殼體底座6內側，散熱面在控制器殼體底座6外側。
[0013]所述的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3引腳通過錫焊焊接在電路板5的焊盤上，發熱面與三氧化鋁導熱絕緣墊2通過螺絲連接，將熱能傳導至散熱片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，接收電動汽車上位機發送的工作指令執行對電子部件電機、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，集成散熱片1、三氧化鋁導熱絕緣墊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，集成三氧化鋁導熱絕緣墊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，如電動汽車壓縮機驅動電機的控制器。
[0018]所述的控制器殼體蓋板7與控制器殼體底座6連接形成一個封閉的控制器內腔，達到防塵或防水的目的。
[0019]本結構裝在電動汽車空調壓縮機驅動電機的控制器、加熱器功率控制器內，在控制器運行時，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3所產生的熱能將通過三氧化鋁導熱絕緣墊2高效的傳導至控制器殼體底座6的外部進行散熱，由于導熱迅速使得絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)3能長時間工作避免溫升導致系統進入關閉保護或停機狀態。
[0020]采用的三氧化鋁導熱絕緣墊2物理性能穩定，不存在如現有硅膠導熱絕緣墊類似的材料老化問題，或變形導致固定螺絲松脫所引起的引腳焊點脫落等問題，本結構屬于免維護的方法。
【主權項】
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，三氧化鋁導熱絕緣墊裝在散熱片平面上，絕緣柵雙極型晶體管通過安裝螺絲固定在散熱片上;在電動汽車空調壓縮機的電機控制器、加熱器的功率控制器運行時，絕緣柵雙極型晶體管產生的熱能通過三氧化鋁導熱絕緣墊傳導至控制器殼體底座的外部實施散熱。
【文檔編號】H01L23/433GK106098655SQ201610528613
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】李江
【申請人】蘇州新智機電工業有限公司