简介
目前，包括汽车、公共汽车、火车、越野车、船舶和飞机在内的交通运输行业的车辆电动化趋势强劲。长距离和/或高马力需要来自其电气组件的高功率密度，如电池、电机和发电机，以及运行所需的电力电子设备。趋势是更小、更轻、更便宜的组件，这将节省空间并降低成本，同时提高电源效率。
开发这些类型的组件的一个关键挑战是管理由较小的大功率设备产生的热量，如车载电池充电器、功率逆变器和转换器以及电机。导热灌封化合物被证明是一种理想的方法，可以快速有效地将热量从功率组件传导到散热器。灌封化合物填充组件外壳，不留下空气间隙。因此，热量在外壳内消散，并迅速传导到散热器，这使得成品组件的尺寸和重量大幅降低。
1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗Parker LORD公司已经为电力电子行业提供导热、电绝缘灌封材料超过十年，最近，我们一直在测试使用具有高导热性的灌封化合物在大功率应用中散热的有效性。例如，我们已经证明了使用Parker LORD CoolTherm可以大幅降低温度并提高功率输出188金宝搏官网登录靠谱吗188金宝搏网站登录®SC-320导热硅胶，用于电机的末端绕组。(有关此主题的更多信息，请访问我们的白皮书。正确应用导热材料将如何提高电机功率密度“在这份白皮书中，我们介绍了另一项关于Parker LORD导热硅材料快速有效地从大功率电感器中去除热量的能力的研究结果。188金宝搏官网登录靠谱吗188金宝搏网站登录
本研究中使用的盆栽材料
本研究使用了五种不同的Park1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗er LORD硅胶灌封材料。所有材料都具有高电绝缘绝缘强度高温稳定性好。1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗Parker LORD热固瓶TMSC-400硅胶密封剂是一种透明软凝胶，导热系数低(0.1 W/m∙K)，用于需要高介电强度和极低机械应力的敏感电子设备的灌封。1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗Parker LORD CoolTherm SC-305, SC-309, SC-320和SC-324导热硅树脂封装材料，分别具有较高的热导率0.7,1.0,3.0和4.0 W/m∙K。这些材料目前被用于许多需要保护敏感电子元件免受过热影响的应用，包括LED驱动电子产品、电动汽车的车载充电器和逆变器以及电动机定子。
Parker LORD导热硅材料的一个关键区别特性是与具有类似导热性1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗能的竞争对手材料相比，其低粘度。较低的粘度使Parker LORD材料更容易流动和填充1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗空隙，同时提供优异的导热性。它们也更容易脱气，这意味着如果使用真空灌封工艺，零件可以被灌封，基本上没有空隙。图1显示了与各种竞争对手产品相比，Parker LORD硅胶材料的导热系数与粘度。188金宝搏官网登录靠谱吗188金宝搏网站登录所有商业产品的技术数据表可以使用本页顶部的搜索栏或在这里．
感应灌封和测试
本研究使用的电感器采用Micrometals T400-61D高温磁性粉末环形磁芯，外加62圈10号绝缘铜线，负载时产生约500 μH的电感。感应器装在定制的铝制冷却板中，配有液体进口和出口端口，用于连接到外部循环液浴。五种不同的材料被用来将三个电感器与每种材料相结合，结果总共有15个电感器。一组盆栽电感显示在图2中。在灌封之前，每个感应器都装有热电偶，以在测试过程中测量其温度。(参见图3。)热电偶的位置对应于感应器中最热的位置，从负载下未安装的感应器的热成像图像定性判断。
在热测试中，每个电感连接到Manzanita Micro PFC40X-188充电器，在240V输入和0.98功率因数下，功率为9.3 kW和40 a。电感功率为30W。铝冷却板连接到温控液浴;每个感应器的冷却液温度设定点为25°C，典型的汽车冷却液温度为50°C。第二个热电偶被连接到冷却板的外部，以监测测试过程中的温度变化;但是，即使在最极端的情况下，冷却板的温升也小于2℃，因此不再进一步考虑。完整的设置如图4所示。
在每次热测试期间，使用Omega Soft数据记录器记录感应器和冷却板的温度。冷却板和感应器的温度在没有电源的情况下保持稳定。然后施加电源，并监测温度，直到感应器温度稳定。平衡时间选择在温度达到稳态时(不再发生温度升高)，报告的温升计算为电感的最终温度减去初始温度。图5显示了用热固性SC-400密封剂灌封的电感器的典型图。
研究结果
15个电感器中的每一个都至少测试了一次，其中几个电感器测试了多次以确定重复性。图6和图7总结了平均温升和平衡时间数据。误差条是数据的正负一个标准差，其中包括部分到部分的变化和可重复性。
数据表明，电感温升和平衡时间与冷却液温度无关，因为25°C和50°C的数据几乎是重叠的，并且在测试变化范围内。值得注意的是，由于与铝冷却板的更有效的热连接，随着热导率的增加，变化变得小得多。
采用导热材料的电感器的温升和平衡时间显著降低(见图6)。使用Thermoset SC-400密封剂的平均温升约为55°C，而使用最导热材料CoolTherm SC-320和SC-324密封剂的平均温升小于10°C。即使是中等导电性的硅树脂，CoolTherm SC-305和SC-309分别在0.7和1.0 W/m∙K时，也提供了显著的改善。在不同的测试条件下，温度上升幅度远远大于55°C，这种改善可能会更加明显。
同样，使用高导热材料时，平衡时间也显著缩短(见图7)。使用非导电硅胶时，Thermoset SC-400密封剂需要近两个小时才能达到稳定状态，而CoolTherm SC-320和SC-324密封剂则在不到20分钟内达到稳定温度。这种快速的温度恢复意味着热量迅速消散，组件将在高温下花费更少的时间，从而增加组件的寿命。
结论
适当的热管理对于开发更小更轻的电力电子设备至关重要，更小更轻意味着更高的功率密度。使用Park1¼金宝搏网站登录56;8金宝搏官网登录靠谱吗er LORD热管理材料，提供了高导热性和低粘度的独特组合，我们已经证明了最大温升和达到稳定温度的时间都大幅降低。这两个优点都带来了效率和组件寿命的提高，从而实现高性能电力电子。
