英飞凌IGBT模块的散热设计

英飞凌IGBT模块的运行温度范围是非常重要的参数，一些设备要求工作在室温下，而另一些设备要求工作在很宽的温度范围内（如-40℃~+65℃）。温度和散热对于系统的可靠和有效运行非常重要。如果实际要求IGBT模块工作的电源系统工作在宽温度范围内，也要保证电源系统中的所有功率器件在宽温度范围内可靠地工作。为达到这一目的和zui大限度地减少成本，应仔细估算在两个温度点处是否需要达到*的性能指标。实际上，在温度点处对IGBT模块的要求越低，构成系统就可以越经济。

由于英飞凌IGBT模块自身有一定的功耗，IGBT模块本身会发热。在一定外壳散热条件下，功率器件存在一定的温升（即壳温与环境温度的差异）。IGBT模块外壳散热表面积的大小直接影响温升。对于温升的粗略估计可以使用这样的公式：温升=热阻系数×功率器件的功耗。热阻系数对于涂黑紫铜的外壳P25xxx（用于SMP-1250系列产品的外壳）来说约为3.76℃/W。这里的温升和系数是在功率器件直立并使下方悬空1cm、自然空气流动的情况下测试的。对于温度较高的地方，须将IGBT模块降额使用以减小功率器件的功耗，从而减小温升，保证外壳不超过极限值。对于功率较大的功率器件，须加相应的散热器以使功率器件的温升得到下降。不同的散热器在自然的条件下有不同的对环填的热阻，主要影响散热器热阻的因素是散热器的表面积。同时考虑到空气的对流，如果使用带齿的散热器，应考虑齿的方向尽量不阻碍空气的自然对流。

所有的功率器件在运行时，由于内部功率消耗都将产生一些热量。在每一应用中都有必要限制这种“自身发热”，使功率器件外壳温度不超过的zui大值。