Kako ohladiti IGBT module
Če je moč modula IGBT konstantna in je toplotni upor med lupinami IGBT konstanten, je toplotni upor med lupino IGBT in hetasinkom povezan z materialom in stopnjo kontakta hetasinka, vendar je toplotni upor tukaj majhen, zato je sprememba materiala in stopnja stika radiatorja ima majhen vpliv na celoten proces odvajanja toplote.
Postopek hlajenja modula IGBT je naslednji: izguba moči IGBT na spoju; Temperatura na stičišču se prenaša na lupino IGBT modula; Toplotno prevodni hladilnik na IGBT modulu; Toplota iz hladilnika se prenaša v zrak.Obstajata dva glavna dejavnika, ki vplivata na njegovo odvajanje toplote, eden je skupna izguba, drugi pa je toplotna upornost hladilnika. Vendar pa zaradi omejitev izhodne moči in dejanskih delovnih pogojev skupne izgube moči IGBT ni mogoče spremeniti, zato je treba upoštevati, kako spremeniti toplotni upor od radiatorja do zraka ali drugega medija.
Dvig temperature, ki nastane zaradi razpršene moči napajalne naprave, mora zmanjšati toplotno telo. Skozi hladilnik je mogoče povečati toplotno prevodnost in območje sevanja napajalne naprave, razširiti toplotni tok in ublažiti prehodni proces toplotne prevodnosti, toploto pa je mogoče prenašati neposredno ali skozi toplotno prevodni medij na hlajenje. medij, kot je zrak, tekočina ali mešanica tekočin.
Naravno zračno hlajenje:
Naravno zračno hlajenje se nanaša na izvedbo lokalnih ogrevalnih naprav za odvajanje toplote v okolico brez uporabe zunanje pomožne energije, da se doseže namen nadzora temperature.
Običajno vključuje toplotno prevodnost, konvekcijo in sevanje. Primeren je za naprave z nizko porabo energije in komponente z nizkimi zahtevami po nadzoru temperature in nizkim toplotnim tokom ogrevanja naprav, kot tudi za zaprte ali gosto sestavljene naprave, ki niso primerne ali ne potrebujejo drugih tehnologij hlajenja.
Prisilno zračno hlajenje:
Za zračno hlajenje s prisilno konvekcijo je značilna visoka učinkovitost odvajanja toplote, njegov koeficient prenosa toplote pa je 2-5-krat večji od koeficienta samohlajenja.
Zračno hlajenje s prisilno konvekcijo je razdeljeno na dva dela: toplotno telo z rebri in ventilator. Funkcija rebrastega radiatorja v neposrednem stiku z virom toplote je odvajanje toplote, ki jo oddaja vir toplote, ventilator pa se uporablja za prisilno konvektivno hlajenje hladilnika, tako da prisili hlajenje zraka, kar je v glavnem povezano z material, struktura in rebra radiatorja. Večja kot je hitrost vetra, manjši je toplotni upor radiatorja, večji pa je pretočni upor. Zato je treba hitrost vetra ustrezno povečati, da se zmanjša toplotni upor. Ko hitrost vetra preseže določeno vrednost, je vpliv povečanja hitrosti vetra na toplotni upor zelo majhen.
Hlajenje toplotne cevi:
Toplotna cev je element za prenos toplote z visoko toplotno prevodnostjo. Ustvarja izjemen učinek prenosa toplote z edinstvenim načinom prenosa toplote. Uporabni model ima prednosti močne sposobnosti prenosa toplote, odlične sposobnosti izenačevanja temperature, spremenljive toplotne gostote, brez dodatne opreme, zanesljivega delovanja, preproste strukture, majhne teže, brez vzdrževanja, nizkega hrupa in dolge življenjske dobe, vendar je cena draga.
Tekočinsko hlajenje:
V primerjavi z zračnim hlajenjem tekočinsko hlajenje znatno izboljša toplotno prevodnost. Tekočinsko hlajenje je dobra izbira za močnostne elektronske naprave z visoko gostoto moči. Sistem za hlajenje s tekočino uporablja obtočno črpalko, da zagotovi kroženje hladilne tekočine med virom toplote in virom hladu za izmenjavo toplote.
Učinkovitost hlajenja vodno hlajenega radiatorja je zelo visoka, kar je enako 100-300-kratniku koeficienta toplotne prehodnosti zračnega naravnega hlajenja. Zamenjava hladilnika za zračno hlajenje z vodno hlajenim radiatorjem lahko močno izboljša zmogljivost naprav.
Podobno kot pri drugih napajalnih napravah je učinkovit, stabilen, priročen in kompakten hladilni sistem velikega pomena pri oblikovanju naprav IGBT, da se zagotovi njihovo varno in stabilno delovanje. Zlasti s povečanjem gostote moči modula IGBT, težkega okolja uporabe in izboljšanja zahtev glede zanesljivosti in življenjske dobe je za modul IGBT njegova toplotna zasnova in tehnologija upravljanja toplote najpomembnejša povezava pri načrtovanju in uporabi novih izdelkov.
