IGBT模組是高功率元件，工作時會產生大量熱量。 IGBT模組正常運作的溫度範圍為-40°C-150°C。溫度每升高10度，電子設備的可靠性就會降低一半。因此，為了維持IGBT晶片的正常工作，需要散熱器來幫助其散熱。
目前市面上IGBT散熱採用的形式大多為風冷和液冷。
本文主要關注比較常見的散熱器：IGBT中使用的銅、鋁散熱器。採用車削翅片技術製成的大型鋁製散熱器，在其底板上進行CNC開槽，在凹槽內填充環氧樹脂和塗層熱管，然後進行表面處理以獲得光滑平整的表面。
光滑平整的基材表面可以更好地接觸熱源，確保更有效的熱傳導。熱管的存在可以將熱量均勻地分佈在散熱器的兩端。高而密的翅片可以增加散熱表面積，使熱量與空氣的接觸面積更大。
圖1 鰭片高度與散熱器溫度的關係
隨著翅片高度的增加，溫度也會相應降低。這是因為從散熱器到空氣的熱量傳遞也增加，從而降低了散熱器的溫度。
但隨著翅片高度的不斷增加，溫度下降逐漸減慢，因為翅片下部的傳熱已完全完成，進一步增加翅片高度並不會增強對流熱交換。
圖2：翅片厚度與散熱器溫度之間的關係
鰭片厚度增加時，溫度降低，厚度為4mm時散熱效果最佳。
翅片作為導熱物體，其厚度會影響對流換熱效率。當翅片厚度增加時，對流熱交換效果會增強，但不明顯。當增加到4.5mm時，溫度幾乎保持不變。
由於鰭片的厚度遠小於其高度，可以認為鰭片厚度超過4.5mm對散熱性能的影響很小。
圖3 翅片間距與散熱器溫度的關係
翅片間距的變化法則分為兩部分。隨著翅片間距的增加，溫度先降低後穩定，達到最佳散熱。隨著翅片間距的增加，翅片間的管道阻力會減少，進而增強散熱效果。
然而，隨著翅片間距不斷增大，管道的阻力幾乎保持不變，因此散熱器的溫度也趨於穩定。
以上三組數據表明，IGBT散熱器不一定翅片越高或越厚，或翅片間距越密越好。最佳散熱器應結合散熱要求和散熱器成本來分析。而Awind在散熱方面擁有超過20年的經驗，可以為您提供這方面的專業建議，讓您在散熱效果和成本上實現雙贏。
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