IGBT sistem toplotnega upravljanja
Trend rasti prodaje novih energetskih vozil in trenutna situacija pomanjkanja čipov, skupaj z negotovostjo prihodnjega trenda epidemije, je tržna ponudba IGBT še vedno v relativno tesnem stanju. Podobno kot pri drugih napajalnih napravah je za zagotavljanje učinkovitega, varnega in stabilnega delovanja tehnologija termičnega upravljanja za modul IGBT najpomembnejši člen pri oblikovanju in uporabi novih izdelkov.
Kaj je IGBT:
IGBT (bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati) je nekakšna močnostna polprevodniška naprava. Njegovo kitajsko ime je "bipolarni tranzistor z izoliranimi vrati", ki je sestavljen iz BJT (bipolarni spojni tranzistor) in MOSFET (tranzistor z efektom polja z izoliranimi vrati). Kot osrednja napajalna naprava za pretvorbo energije in nadzor moči se IGBT v industriji močnostne elektronike imenuje "CPU".
Toplotno upravljanje za IGBT module:
Vzroki okvare večine močnostnih polprevodniških modulov IGBT so povezani s toploto. Zato je zanesljivost IGBT zelo zaskrbljena tudi v industriji in akademskih krogih in je trenutno postala žarišče raziskav. Metode upravljanja toplote za module IGBT lahko razdelimo na notranje upravljanje toplote in zunanje upravljanje toplote. V posebnih aplikacijah je zaradi velike toplotne kapacitete med hladilnim sistemom in substratom polprevodniške naprave mogoče kompenzirati le počasi spreminjajočo se temperaturo, zato je zunanje toplotno upravljanje primerno za nizkofrekvenčna nihanja temperature spoja. Za hitro spremembo temperature se šteje, da se prilagodijo električni parametri, povezani s temperaturo v sistemu, to je notranje toplotno upravljanje, da neposredno vpliva na temperaturo spoja.
Notranje toplotno upravljanje:
Glavna ideja notranjega toplotnega upravljanja je spremeniti izgubo modula IGBT, da se zgladi nihanje temperature spoja, ki ga povzroči nihanje moči obremenitve. Doslej so znanstveniki raziskali številne aktivne strategije toplotnega upravljanja, vključno s prilagajanjem preklopne frekvence, upora omrežja, delovnega cikla, ciklične jalove moči in usmerjevalnika moči, ter teoretično in eksperimentalno dokazali njihovo izvedljivost.
Zunanje toplotno upravljanje:
Metode zunanjega toplotnega upravljanja modula IGBT se večinoma uporabljajo za kompenzacijo spremembe temperature okolja ali nadzor povprečne temperature spoja, medtem ko je raziskav o gladkih spremembah temperature spoja relativno malo.
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, zahtevnim okoljem uporabe in izboljšanjem 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.
