生产厂家都会提供该器件在自然冷却情况下的结—环境的热阻(Rja)和当元器件自带一散热器,通过散热器进行器件冷却的结--壳热阻(Rjc)。2整流桥模块的结构特点1、铝基导热底板:其功能为陶瓷覆铝板(DBC基板)提供联结支撑和导热通道,并作为整个模块的结构基础。因此,它必须具有高导热性和易焊性。由于它要与DBC基板进行高温焊接,又因它们之间热线性膨胀系数铝为16.7×10-6/℃,DBC约不5.6×10-6/℃)相差较大,为此,除需采用掺磷、镁的铜银合金外,并在焊接前对铜底板要进行一定弧度的预弯,这种存在s一定弧度的焊成品,能在模块装置到散热器上时,使它们之间有充分的接触,从而降低模块的接触热阻,保证模块的出力。2、DBC基板:它是在高温下将氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)基片与铜箔直接双面键合而成,它具有优良的导热性、绝缘性和易焊性,并有与硅材料较接近的热线性膨胀系数(硅为4.2×10-6/℃,DBC为5.6×10-6/℃),因而可以与硅芯片直接焊接,从而简化模块焊接工艺和降低热阻。同时,DBC基板可按功率电路单元要求刻蚀出各式各样的图形,以用作主电路端子和控制端子的焊接支架,并将铜底板和电力半导体芯片相互电气绝缘。
所以在自然冷却散热的情况下,整流桥的大部分损耗是通过该引脚把热量传递给PCB板,然后由PCB板扩充其换热面积而散发到周围的环境中去。具体的分析计算如下:1、整流桥表面热阻如图2所示,可以得到整流桥的正向散热面距热源的距离为,背向散热面距热源的距离为,因此忽约其热量在这四个表面的散发,可以得到整流桥正面和背面的传热热阻为:一个二极管的热阻为:由于在同一时间,整流桥内的四个二极管只有两个在同时进行工作,因此整流桥正面与背面的传热热阻应分别为两个二极管热阻的并联,即:由于整流桥表面到周围空气间的散热为自然对流换热,则整流桥壳体表面的自然冷却热阻为:由上所述,可以得到整流桥通过壳体表面(正面和背面)的结温与环境的热阻分别为:则整流桥通过壳体表面途径对环境进行传热的总热阻为:2、整流桥引脚热阻假设整流桥焊接在PCB板上,其引脚的长度为(从二极管的基铜板到PCB板上的焊盘),则整流桥一个引脚的热阻为:在整流桥内部,四个二极管是分成两组且每组共用一个引脚铜板,因此整流桥通过引脚散热的热阻为这两个引脚的并联热阻:一方面由于PCB板的热容比较大,另一方面冷却风与PCB板的接触面积较大,其换热条件较好。
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