实际使用中电力模块热疲劳带来的后果有:
(1)热疲劳使芯片过早老化失效,降低模块的使用寿命;
(2)会使模块中各连接件之间的焊接材料出现裂纹,发生断路,造成模块输出中断,影响整个电机的正常使用;
(3)模块中各器件之间发生的位移增大其接触电阻,进一步造成发热量增加,如此恶性循环最终导致模块器件烧毁,外壳融化,甚至在旋转整流应用中会使模块的残件甩出,造成更大的事故。
由此可见,在电力模块的应用上,热的问题应该引起足够地重视,这就需要在电机设计和制造工艺过程中加强注意。
设计时的先决条件是要知道电力模块的额定电流值。由生产厂家提供的电力模块平均电流值,是指环境温度为40e条件下的额定值。当环境温度超过40e时,其额定值开始呈线性下降趋势,当P-N结的结温达到150e时,输出为零。也就是说,此时的模块已经失去了工作能力。因此在电机设计时应注意以下因素:
(1)考虑模块的安放位置应在电机冷却风路的进风端,环境温度过高时(超过50e)应考虑强迫通风方式进行冷却;
(2)对于无刷励磁发电机,安装旋转整流模块的轮毂应具有优良的导热性,而且与模块散热金属板的接触面应有高的光洁度,结合部位应涂覆导热脂,以保证二者之间良好的导热性;
(3)电接触部位应有良好的防松措施。