Одоздо-Бочно хлађење до врха-Бочно хлађење: Структурална еволуција у ЕВ системима напајања
Уграђени-пуњачи (ОБЦ), ДЦ/ДЦ претварачи и инвертори су типичне компоненте велике густине{1}}у електричним возилима. Како се ЕВ платформе развијају премавећа интеграција, лагани дизајн, и 800 В архитектура, излазна снага наставља да расте док расположиви простор за инсталацију постаје све ограниченији.
Да би се смањила тежина возила, повећао домет вожње и испунили захтеви следеће{0}}генерације високонапонских{1}}платформа, уређаји за напајање се гурају ка већој густини снаге и мањим факторима облика. Под овим условима,управљање топлотом и пројектовање електричне изолацијеуређаја за напајање-као што су МОСФЕТ-ови-суочава се са новим изазовима.
Зашто горње{0}}бочно хлађење постаје пожељан избор за велику густину снаге
У конвенционалном дизајну, већина МОСФЕТ-ова користи доње{0}}бочно хлађење (БСЦ). Типичан пут дисипације топлоте је:
Дие → Дно пакета → Лемни слој → ПЦБ → Расхладни елемент / Хладна плоча
У овој конфигурацији, топлота се преноси кроз слојеве лемљења и термичке спојеве у штампану плочу, а затим се уклања помоћу хладњака или хладне плоче постављеног на дну{0}}. Овај приступ пати од неколико инхерентних ограничења:
► Дуга и сложена термичка путања, што резултира релативно високим топлотним отпором.
►Доња страна ПЦБ-а мора остати чиста за термичке сврхе, ограничавајући постављање компоненти.
►Мање искоришћење простора и повећана укупна величина ПЦБ-а.
У ЕВ ОБЦ, ДЦ/ДЦ претварачима и инверторима, где густина снаге наставља да расте, ова ограничења све више ограничавају{0}}оптимизацију нивоа система.
Као резултат тога, ТСЦ постаје главна архитектура за следеће{0}}генерације енергетских уређаја и енергетских модула.
Кључне предности горњег{0}}бочног хлађења (ТСЦ)
У структури за хлађење са горње{0}}бочне стране, горња површина МОСФЕТ пакета је у директном контакту са хладњаком или хладном плочом. Термални пут је поједностављен на:
Дие → Врх пакета → Расхладни елемент / Хладна плоча
► Краћи термички пут и нижи топлотни отпор, јер топлота више не мора да пролази кроз ПЦБ
► Већа дозвољена дисипација снаге, посебно у условима велике прелазне снаге
► Двострано-популација ПЦБ-а, пошто доњи део ПЦБ-а више није потребан за одвођење топлоте
► Побољшана интеграција система и компатибилност аутоматизације, подржавајући компактне и модуларне дизајне
► Ефикасност{0}}на нивоу система и исплативост, погодно за електрифициране и велике{1}}прилике за ЕВ
Нови изазови у оквиру ТСЦ: топлотно проводни изолациони премаз
Како густина снаге наставља да расте, материјали интерфејса морају да испоручебржи термички одговор, високо{0}}поузданост изолације напона и конзистентност производње.
Традиционално, горњи{0}}интерфејси за хлађење се ослањају на а"ТИМ + изолациони лист + ТИМ"сендвич структура: ТИМ слојеви попуњавају површинске празнине и проводе топлоту. Изолациони листови обезбеђују-електричну изолацију високог напона. Иако је доказан и поуздан, овај приступ показује ограничења у компактним системима велике{3}}е снаге:
► Више интерфејса успорава пролазни термални одзив
►Сложеност монтаже се повећава, уз строжу контролу толеранције
►БОМ и производни трошкови настављају да расту
У том контексту, топлотно проводљиви изолациони премази добијају пажњу као интегрисано решење интерфејса за горњу{0}}бочну архитектуру хлађења.
★ Један, непрекидан, танак и уједначен премаз може истовремено да обезбеди везивање, топлотну проводљивост и електричну изолацију.
МЦОТИ МЕП 37 серија: топлотно проводни изолациони премази
Да би испунио захтеве следећих{0}}генерација ЕВ енергетских система и горњег{1}}хлађених енергетских уређаја, МЦОТИ је развио МЕП 37 серију топлотно проводљивих изолационих премаза.
Серија МЕП 37 може се директно применити на хладњаке или металне основне плоче.Са ултра-дебљином слоја од 100~250μм, пружа могућност отпорности на диелектричне напоне од 3000~6000В,формирање решења високих{0}}перформанси оптимизованог за дизајн хлађења на врху{1}}
Кључне предности
● Интеграција интерфејса: Замењује традиционалне изолационе плоче са једним непрекидним премазом, смањујући број интерфејса и скраћујући термални пут
● Ултра{0}}ниска топлотна отпорност: Ниско као0,16 К·цм²/В, са одличном дуготрајном{0}}термичком стабилношћу
● Потврда{0}}поузданости у аутомобилској индустрији:
■ Влажна топлота: 1539Х @ 85 степени / 85% РХ
■ Топлотни удар: 790 циклуса при -40 до 125 степени
■{0}}Старење при високим температурама: 2000Х на 125 степени
● Диелектрични отпорни напон:4,3 кВ (сви тестови су прошли са доследним термичким перформансама)
Смањење трошкова{0}}на нивоу система:Анализа БОМ-а показује приближно40% смањење трошкова материјала,уз ниже трошкове рада и монтаже
● Висока ефикасност процеса:Примена спрејом са брзим очвршћавањем омогућава кратко време циклуса и висок принос
● Скалабилна производња:Компатибилан са аутоматизованим процесима прскања, подржавајући обимну производњу и конзистентност процеса
Графикон 1: Поређење трошкова материјала МЦОТИ решења за премазивање са традиционалним изолационим плочама
Графикон 2: Поређење трошкова материјала МЦОТИ решења премаза са традиционалним изолационим плочама
