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固态继电器

固态继电器内部机械和散热设计

发布日期:2022-10-11 来源:环球电气之家 作者:环球电气之家 点击率:109 品牌:组态王_Kingview

当电流流过固态继电器可控硅结点时,根据焦耳定律,在结点处会产生一定的热损耗。如何将散热器和固态继电器结合起来,达到最好的散热能力,这对于固态继电器能否长时间稳定工作起着决定性作用。当然,散热能力取决于散热器的尺寸、环境温度以及固态继电器与散热器之间结合的好坏。

可控硅与底板连接

国内低端固态继电器都是直接用螺丝将可控硅芯片固定在继电器金属底板上,这样种方式的导热效果很差,特别在使用一段时间后非常差,固态继电器非常容易损坏。

国内稍微好一点的固态继电器则采用了焊接工艺,将可控硅芯片焊接到金属底板上,这样可控硅芯片与金属底板之间结合更加紧密。相对于直接用螺丝拧来说,散热能力更强。对于进口高端品牌固态继电器来说,采用了DCB技术,获得了最好的散热效果。

DCB技术

根据不同需求和性能要求,通常将芯片合成到基于陶瓷(BeoAl2O3)基板的线路上,陶瓷基板通常由几种不同的材料夹层组成。

在中低功率芯片上,传统合成工艺一般采用粘胶、焊接或真空蒸镀。由于不同材料的热膨胀率不一样,采用传统工艺的这些合成件夹层之间空隙数量会随使用时间快速增加,空隙数量增多会显著降低产品的导热性能。

DCB技术中,三明治型式的夹层是采用热压缩技术合成,这种技术使铜原子扩散到陶基板的上半部,完全结合。这使得合成件具有一致的热性能,对不同材料产生不同的热膨胀效应不敏感。对于大功率固态继电器,尤其是75100125安培的继电器,在外壳散热底板部加入一块厚铜板,可以加快热传到散热器。DBC技术的主要优点中,下面几点特别值得一提:

改善热阻

更高的带负载能力

工作温度高达800(不包括电子芯片)

由于间隙更少,可靠性提高

降低组装成本,并节省材料

将铜扩散到陶瓷芯片的上部,也使得合成件相比传统方法合成的合成件具有更好的机械抵抗能力。因此固态继电器的输出端可以直接连接到芯片上,这样显著提高了固态继电器的电气性能和散热效果。

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