OBC, DC/DC, và bộ biến tần của các phương tiện năng lượng mới đều đã phát triển theo cùng một hướng trong những năm gần đây:Năng lượng càng lúc càng cao, và cấu trúc càng gọn nhẹ hơn.
Nhưng sau khi sức mạnh tăng lên, một vấn đề ngày càng trở nên khó tránh khỏi -Tiêu tán nhiệt.
Đặc biệt sau khi SiC MOSFET và SBD bắt đầu được sử dụng rộng rãi, hiệu quả năng lượng cao, mật độ công suất cao và khả năng chống nhiệt độ lên tới 175°C đã cải thiện hiệu suất, nhưng cũng làm cho nhiệt tập trung hơn.
Là một thiết bị năng lượng cốt lõi, khả năng tản nhiệt của MOSFET không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả, mà còn liên quan trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống.
Hiện nay, hầu hết các gói SMD chính (SO8FL, U8FL, LFPAK, v.v.) sử dụng làm mát dưới (BSC).
Chip PCB Heatsink
Trong quá khứ, giải pháp này đã đủ trưởng thành, nhưng trong kịch bản mật độ năng lượng cao ngày nay, áp lực rõ ràng đang tăng lên.
Một mặt, các thiết bị ngày càng nhỏ hơn, và mặt khác, năng lượng ngày càng cao hơn. Khu vực con chip cực nhỏ cần phải mang tải trọng lớn hơn.Mật độ thông lượng nhiệt thường vượt quá 1000 W/cm² và nhiệt có thể tích tụ nhanh chóng.
Để làm cho vấn đề trở nên rắc rối hơn, nhiệt này cũng phải đi qua PCB trước khi nó đến tản nhiệt.PCB, mặt khác, có độ dẫn nhiệt chỉ 0.3-1.5 W/m·K và không tốt trong việc dẫn nhiệt.
Nhiệt được dồn nén ở đó, nhưng nó không di chuyển đủ nhanh, và nhiệt độ của mối nối tự nhiên trở nên ngày càng khó kiểm soát.
Đồng thời, để đảm bảo tản nhiệt, không gian phải được dành riêng dưới PCB và các thiết bị không thể được đặt ở nhiều khu vực.Đối với các hệ thống nhỏ ngày càng nhấn mạnh tích hợp, chi phí của không gian này cũng ngày càng cao hơn.
Trong phân tích cuối cùng, vấn đề tản nhiệt đáy truyền thống thực sự rất đơn giản:Nhiệt độ không chỉ tập trung, mà còn 'đi quá xa'.
Ý tưởng cốt lõi của phương pháp làm mát mặt trên (TSC) không phức tạp: vì hiệu quả tản nhiệt từ dưới lên bị giới hạn, nên hãy để nhiệt đi thẳng lên trên.Vì vậy, đường đi của nhiệt trở thành:
Chip Trên của gói Tản nhiệt/lớp lạnh
Không có một lớp PCB, hiệu quả dẫn nhiệt sẽ được cải thiện đáng kể.
Sự thay đổi này không chỉ làm tăng khả năng tản nhiệt, mà còn cải thiện việc sử dụng không gian.
Vì PCB không còn giả định chức năng tản nhiệt chính, không gian bên dưới có thể được giải phóng để đạt được bố cục hai mặt, làm cho cấu trúc hệ thống nhỏ gọn hơn.Đây là lý do tại sao ngày càng nhiều hệ thống năng lượng cao đang bắt đầu áp dụng các cấu trúc TSC.
Đối với cùng một chip MOSFET, giảm sức chịu nhiệt thường có nghĩa là khả năng mang dòng điện cao hơn và không gian đầu ra công suất lớn hơn.
Tuy nhiên, sau khi đường tiêu tán nhiệt được rút ngắn, một trọng tâm mới cũng xuất hiện.Tài liệu giao diện giữa thiết bị và tản nhiệt.
Các giải pháp truyền thống thường sử dụng "TIM + tấm cách nhiệt + TIM"Cấu trúc bánh sandwich.
Dung dịch này đã hoàn thiện và ổn định, nhưng khi số lớp tăng lên, tổn thất thêm vẫn sẽ xảy ra trong quá trình truyền nhiệt. Hơn nữa, trong điều kiện nhiệt độ cao, độ rung cao, các tấm cách nhiệt gốm chịu áp lực lâu dài và có nguy cơ bị nứt; quá trình lắp ráp cũng tương đối phức tạp.
Vì vậy, trong những năm gần đây, một hướng đi rất rõ ràng là:Giảm giao diện và rút ngắn đường truyền nhiệt.
Ý tưởng về lớp phủ cách nhiệt dẫn nhiệt là tích hợp ba chức năng của độ dẫn nhiệt, cách nhiệt và liên kết vào cùng một lớp vật liệu.So với "cấu trúc bánh sandwich" truyền thống, có ít giao diện hơn và đường dẫn nhiệt liên tục hơn.
Những thay đổi mang lại cũng rất trực tiếp:
Nhiệt độ thấp hơn
Phản ứng nhiệt nhanh hơn
Độ tin cậy cấu trúc cao hơn
Đối với các thiết bị công suất cao, điều thực sự ảnh hưởng đến hiệu suất tản nhiệt không phải là bộ tản nhiệt mà là nhiệt "bị kẹt" ở giữa.
Đối với các thiết bị high-power và các kịch bản ứng dụng TSC, MCOTI đã đưa ra loạt MEP 3700 của lớp phủ cách điện dẫn nhiệt.
Độ dày sản phẩm chỉ là 100-250 μm, có thể đáp ứng yêu cầu điện trở của 3000-6000 V, trong khi điện trở nhiệt thấp như 0.176°C/W.
Sử dụng nước làm dung môi thân thiện với môi trường hơn
hàm lượng ion thấp
Tuân thủ RoHS
Nhiệt độ và độ ẩm cao:
1500+h @ 85°C / 85%RH
sốc nhiệt độ:
1000+ chu kỳ @ -40~125°C
Độ lão hóa nhiệt độ cao:
2000h @ 125°C
Trong điều kiện dịch vụ long-term, hiệu suất điện trở nhiệt vẫn ổn định. Đồng thời, quy trình phun sáng tạo của MCOTI có thể đạt được một lần phun mịn khoảng 5 μm, hỗ trợ thiết kế cấu trúc 3D phức tạp, năng suất sản phẩm có thể đạt được nhiều hơn 98%, và hỗ trợ chứng minh và xác minh lô nhỏ.
Trong quá khứ, tản nhiệt là giải quyết "Tôi có thể làm việc không?”;
Giờ nó bắt đầu quyết định.Có thể cải thiện hiệu suất nhiều hơn bao nhiêu?”.
Làm mát trên (TSC) cho phép nhiệt thoát ra nhanh hơn và lớp cách nhiệt dẫn nhiệt làm cho việc truyền nhiệt ổn định và hiệu quả hơn.
Khi các thiết bị năng lượng tiếp tục phát triển theo hướng mật độ cao và thu nhỏ, tản nhiệt không còn chỉ là một thiết kế phụ trợ, mà là một phần của hiệu suất hệ thống.
- END -
