Tấm tản nhiệt cho bộ nguồn và biến tần
Tấm silicone dẫn nhiệt cách điện là giải pháp phổ biến để truyền nhiệt từ MOSFET, IGBT, diode và biến áp ra vỏ tản nhiệt trong bộ nguồn và biến tần. Vật liệu vừa dẫn nhiệt tốt, vừa đảm bảo cách điện giữa linh kiện mang điện áp cao và khung kim loại.
Khi công suất thiết bị tăng nhưng kích thước ngày càng nhỏ, việc chọn đúng tấm tản nhiệt ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ linh kiện công suất.
Yêu cầu kép: dẫn nhiệt và cách điện
Linh kiện công suất trong biến tần có thể hoạt động ở điện áp vài trăm đến hơn một nghìn volt. Tấm đệm giữa linh kiện và tản nhiệt phải có điện áp đánh thủng đủ cao, thường từ 4 kV trở lên, đồng thời có trở kháng nhiệt thấp để nhiệt độ mối nối không vượt 125–150°C.
Các dạng tấm tản nhiệt thông dụng
Tấm silicone gia cường sợi thủy tinh
Dày 0,15–0,45 mm, có lớp lưới sợi thủy tinh chống thủng khi siết vít, dùng thay mica và mỡ tản nhiệt cho linh kiện TO-220, TO-247.
Tấm gap pad mềm
Dày 0,5–5 mm, mềm và nén được, lấp khe hở giữa nhiều linh kiện có chiều cao khác nhau với vỏ máy.
Tấm polyimide phủ silicone
Mỏng và có điện áp đánh thủng rất cao nhờ lớp màng polyimide, thích hợp cho thiết bị điện áp cao.
| Loại tấm | Độ dày | Hệ số dẫn nhiệt | Điện áp đánh thủng |
|---|---|---|---|
| Silicone sợi thủy tinh | 0,2–0,45 mm | 1,0–3,0 W/m·K | 4–6 kV |
| Gap pad mềm | 0,5–5 mm | 1,5–6,0 W/m·K | Trên 5 kV/mm |
| Polyimide phủ silicone | 0,1–0,25 mm | 0,8–1,5 W/m·K | 6–10 kV |
Lưu ý khi lắp ráp
- Siết vít theo mô-men khuyến nghị để tấm được nén đều, tránh tăng trở kháng nhiệt cục bộ.
- Kiểm tra bavia trên tản nhiệt nhôm, cạnh sắc có thể làm thủng tấm.
- Cân nhắc tấm có lớp keo dính một mặt để định vị nhanh trên dây chuyền.
- Với gap pad, chọn độ dày lớn hơn khe hở thực tế 10–20% để đảm bảo tiếp xúc.
Đánh giá hiệu quả sau khi thay vật liệu
Cách đơn giản nhất là gắn cặp nhiệt điện lên vỏ linh kiện công suất và chạy tải định mức trong vài giờ đến khi nhiệt ổn định. So sánh chênh lệch nhiệt độ giữa vỏ linh kiện và tản nhiệt trước và sau khi thay tấm sẽ cho thấy trở kháng nhiệt thực tế, chính xác hơn việc chỉ đọc thông số trên bảng dữ liệu. Nên thử thêm điện áp chịu đựng trên thành phẩm để xác nhận cách điện.
AMS cung cấp tấm tản nhiệt Bergquist, Shin-Etsu và dịch vụ cắt theo bản vẽ. Liên hệ AMS Việt Nam để được tư vấn vật liệu cho bộ nguồn và biến tần.
