IGCT驅(qū)動(dòng)電路板的設(shè)計(jì)與散熱分析.pdf

1、集成門極換流晶閘管（IGCT）是由門極換流晶閘管（GCT）與其門極驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)印刷電路版（PCB）集成在一起構(gòu)成的一種新型大功率半導(dǎo)體器件。這種特殊的結(jié)構(gòu)，使得IGCT具有開(kāi)通損耗低、阻斷電壓高、開(kāi)關(guān)頻率高等優(yōu)點(diǎn)。PCB作為驅(qū)動(dòng)電路與GCT的連接體，其設(shè)計(jì)水平關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)門極“硬驅(qū)動(dòng)”，直接影響到IGCT的性能與可靠性。因此，對(duì)1GCT驅(qū)動(dòng)電路板布局的研究非常重要。
　　本課題是從控制寄生電感大小和增強(qiáng)電路板散熱能力兩方面著手，

2、采用三維寄生參數(shù)提取軟件Q3D Extractor和熱分析軟件Flothem分別對(duì)寄生電感的提取方法以及電路板散熱特性進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上，提出了通用型IGCT的PCB的設(shè)計(jì)方案。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　第一，研究了提取PCB寄生電感的提取方法。分析了影響寄生電感的各種因素，重點(diǎn)對(duì)關(guān)斷電路PCB的不同布局和走線進(jìn)行了對(duì)比分析，確定采用多層布線、表貼封裝器件，GCT門極區(qū)域大面積鋪銅并與關(guān)斷電路中的MOS管之間并聯(lián)走線等措施，

3、使關(guān)斷回路的寄生電感控制在8.8057nH。
　　第二，研究了PCB的散熱特性。估算了驅(qū)動(dòng)板上元器件的損耗，利用Flotherm軟件對(duì)IGCT驅(qū)動(dòng)電路板進(jìn)行了初步的建模和熱仿真。分析了銅層厚度和熱過(guò)孔對(duì)PCB散熱的影響，并通過(guò)增加銅層厚度以及添加熱過(guò)孔的方式，使PCB在自然散熱條件下的溫度顯著降低。在此基礎(chǔ)上，建立簡(jiǎn)單的IGCT散熱模型，完成了IGCT的整體熱仿真。分析了GCT的功耗對(duì)于PCB散熱的影響，并提出了IGCT外加強(qiáng)制風(fēng)