Čo ovplyvňuje chladenie modulu IGBT a ako znížiť tepelný odpor?

Ak je výkon modulu IGBT konštantný a tepelný odpor medzi plášťami IGBT je konštantný, tepelný odpor medzi plášťom IGBT a hetasinkom súvisí s materiálom a kontaktným stupňom hetasinku, ale tepelný odpor je tu malý, takže zmena materiálu a kontaktného stupňa radiátora má malý vplyv na celý proces odvodu tepla.

     Proces chladenia modulu IGBT je nasledovný: strata výkonu IGBT na križovatke; Teplota na križovatke sa prenáša do plášťa modulu IGBT; Chladič vodivosti tepla na module IGBT; Teplo z chladiča sa prenáša do vzduchu.

Existujú dva hlavné faktory ovplyvňujúce jeho odvod tepla, jedným je celková strata, druhým je tepelný odpor chladiča. Vzhľadom na obmedzenia výstupného výkonu a skutočné pracovné podmienky však nie je možné zmeniť celkovú stratu výkonu IGBT, takže je potrebné zvážiť, ako zmeniť tepelný odpor z radiátora na vzduch alebo iné médiá.

Zvýšenie teploty generované rozptýleným výkonom napájacieho zariadenia musí byť znížené tepelným chladičom. Prostredníctvom chladiča sa môže zvýšiť tepelná vodivá a radiačná plocha elektrického zariadenia, rozšíriť tok tepla a proces prechodu vedenia tepla sa môže tlmiť a teplo sa môže prenášať priamo alebo cez vodivé médium tepla do chladiaceho média, ako je vzduch, kvapalina alebo kvapalná zmes.

Prirodzené chladenie vzduchom:

    Prirodzené chladenie vzduchom sa vzťahuje na realizáciu miestnych vykurovacích zariadení na odvádzanie tepla do okolitého prostredia bez použitia akejkoľvek vonkajšej pomocnej energie, aby sa dosiahol účel regulácie teploty.

Zvyčajne zahŕňa vedenie tepla, konvekciu a žiarenie. Je vhodný pre zariadenia s nízkym výkonom a komponenty s nízkymi požiadavkami na reguláciu teploty a nízky tepelný tok vykurovania zariadením, ako aj pre utesnené alebo husto zostavené zariadenia, ktoré nie sú vhodné alebo nepotrebujú iné chladiace technológie.

Nútené chladenie vzduchom:

Nútené chladenie konvekčným vzduchom sa vyznačuje vysokou účinnosťou odvodu tepla a jeho koeficient prenosu tepla je 2-5-krát vyšší ako koeficient samoochladenia.

Nútené chladenie konvekčného vzduchu je rozdelené na dve časti: plutvový chladič a ventilátor. Funkciou plutvového radiátora v priamom kontakte so zdrojom tepla je vyviesť teplo emitované zdrojom tepla a ventilátor sa používa na vynútenie konvektívneho chladenia do chladiča, aby sa vynútilo chladenie vzduchom, ktoré súvisí hlavne s materiálom, štruktúrou a plutvami radiátora. Čím väčšia je rýchlosť vetra, tým menší je tepelný odpor radiátora, ale tým väčší je prietokový odpor. Preto by sa rýchlosť vetra mala primerane zvýšiť, aby sa znížil tepelný odpor. Po prekročení rýchlosti vetra nad určitú hodnotu je vplyv zvýšenia rýchlosti vetra na tepelný odpor veľmi malý.

Chladenie chladiča heatpipe:

Tepelné potrubie je prvok prenosu tepla s vysokou tepelnou vodivosťou. Realizuje mimoriadny účinok prenosu tepla s jedinečným režimom prenosu tepla. Úžitkový model má výhody silnej schopnosti prenosu tepla, vynikajúcej schopnosti vyrovnávať teplotu, premenlivej hustoty tepla, bez ďalšieho vybavenia, spoľahlivej prevádzky, jednoduchej konštrukcie, nízkej hmotnosti, bez údržby, nízkej hlučnosti a dlhej životnosti, ale cena je drahá.

Chladenie kvapalinou:

V porovnaní s chladením vzduchom kvapalinové chladenie výrazne zlepšuje tepelnú vodivosť. Chladenie kvapalinou je dobrou voľbou pre výkonné elektronické zariadenia s vysokou hustotou výkonu. Chladiaci systém kvapaliny používa cirkulujúce čerpadlo na zabezpečenie cirkulácie chladiacej kvapaliny medzi zdrojom tepla a zdrojom chladu na výmenu tepla.

Účinnosť odvodu tepla chladeného radiátora je veľmi vysoká, čo sa rovná 100-300-násobku koeficientu prenosu tepla prirodzeného chladenia vzduchom. Výmena vzduchom chladeného radiátora za vodou chladený radiátor môže výrazne zlepšiť kapacitu zariadení.