电力半导体器件用散热器选择及使用原则

电力半导体器件用散热器选择及使用原则一散热器选择的基本原则1散热器选择的基本依据电力半导体器件的散热器选择要综合根据器件的耗散功率器件结壳热阻接触热阻以及冷却介质温度来考虑2器件与散热器紧固力的要求要使器件与散热器组装后有良好的热接触必须具有合适的安装力或安装力矩其值由器件制造厂或器件标准给出具有较小范围组装时应严格遵守不要超出该范围3散热器的额定冷却条件自冷散热器环境温度不高于40°C空气自然对流的风速不大于0.5m/s风冷散热器进口空气温度不高于40°C进口端风速为6m/s水冷散热器进口水温度不高于35°C水流量为4L/min4选用散热器的综合考虑选用散热器应综合考虑散热器的散热能力范围冷却方式技术参数和结构特点一种器件仅从技术参数看可能有两三种散热器均能满足要求但应结合冷却安装通用互换和经济性综合考虑选取二选用散热器的一般方法用户对散热器的选取应根据器件工作时的实际冷却条件稳瞬态负载情况适当考虑安全系数按稳态不超过器件最高工作结温来考虑根据器件在电路中工作的电流波形和导通角确定器件工作时的平均电流AV由AV计算出该电流的有效值•AV为波形系数由或导通角IAV并结合器件浪涌电流确定器件型号IAV/1.57由所选器件的最大允许管壳温度TC与主电流IAV的关系曲线查得器件在工作点IAV对应的TC值或根据所选器件的有关参数按如下方法计算出C值jmjcjm为器件的允许的最高工作结温一般整流管为150°C普通晶闸管为125°C快速晶闸管为115°Cjc为器件的结壳热阻PAV为器件的耗散功率其计算公式为PAV=0.785VTM•IAV1+0.215VTO•IAV1或PAV=VTO•IAV1+2.47rT•IAV1VTM为器件的通态峰值压降TO为器件门槛电压器件参数无标注时可取整流管0.8V普通晶闸管1.0V快速晶闸管1.2VrT为器件通态斜率电阻4由下式计算出最大允许的散热器台面温度TSTS=TC-RCS•PAVRCS为接触热阻螺栓形器件可取1/3Rjc平板形器件可取1/5Rjc5由下式计算出散热器的热阻值Rsa=TaTS/PAVTa为环境温度自冷或风冷为40°C水冷为35°C6当散热器的工作条件与额定冷却条件一致时,由计算值Rsa查散热器数据手册选取热阻值相同或小于又最接近计算值的散热器不一致时查散热器热阻与冷却介质流量的关系曲线确定三各系列散热器使用中应注意事项风冷散热器安装时散热器叶片应沿冷却风气流方向风冷散热器若用于自冷则需根据散热器热阻与风速关系曲线在零风速附近的热阻值决定散热器的负载能力水冷散热器的水质应有一定要求循环水的电阻率应不低于.5kΩcmPH值在6~9之间水冷散热器在工作时应特别注意防漏水防堵塞防凝露