Ako ochladiť IGBT moduly

Ak je výkon modulu IGBT konštantný a tepelný odpor medzi plášťami IGBT je konštantný, tepelný odpor medzi plášťom IGBT a hetasink súvisí s materiálom a stupňom kontaktu hetasink, ale tepelný odpor je tu malý, takže zmena materiálu a kontaktný stupeň radiátora má malý vplyv na celý proces odvádzania tepla.

Proces chladenia modulu IGBT je nasledovný: strata výkonu IGBT na križovatke; Teplota na križovatke sa prenáša do plášťa modulu IGBT; Chladič vedenia tepla na module IGBT; Teplo z chladiča sa prenáša do vzduchu.Na jeho odvod tepla vplývajú dva hlavné faktory, jedným je celková strata, druhým tepelný odpor chladiča. Z dôvodu obmedzení výstupného výkonu a skutočných pracovných podmienok však nemožno zmeniť celkovú stratu výkonu IGBT, takže je potrebné zvážiť, ako zmeniť tepelný odpor z radiátora na vzduch alebo iné médium.

Nárast teploty generovaný rozptýleným výkonom napájacieho zariadenia musí byť znížený tepelným chladičom. Prostredníctvom chladiča je možné zvýšiť tepelnú vodivosť a oblasť vyžarovania výkonového zariadenia, rozšíriť tepelný tok a utlmiť proces prechodu tepelného vedenia a teplo sa môže prenášať priamo alebo cez teplovodivé médium do chladenia. médium, ako je vzduch, kvapalina alebo kvapalná zmes.

Prirodzené chladenie vzduchom:

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

Zvyčajne zahŕňa vedenie tepla, prúdenie a žiarenie. Je vhodný pre zariadenia s nízkym príkonom a komponenty s nízkymi požiadavkami na reguláciu teploty a nízky tepelný tok ohrevu zariadenia, ako aj do utesnených alebo nahusto montovaných zariadení, ktoré nie sú vhodné alebo nepotrebujú iné technológie chladenia.

Nútené chladenie vzduchom:

Chladenie vzduchom s núteným prúdením sa vyznačuje vysokou účinnosťou odvádzania tepla a jeho koeficient prestupu tepla je 2-5-krát vyšší ako pri samochladení.

Chladenie vzduchom s nútenou konvekciou je rozdelené na dve časti: rebrový chladič a ventilátor. Funkciou rebrového radiátora v priamom kontakte so zdrojom tepla je odvádzať teplo vyžarované zdrojom tepla a ventilátor sa používa na vynútenie konvekčného chladenia do chladiča, aby sa vynútilo chladenie vzduchom, čo súvisí najmä s materiál, štruktúra a rebrá radiátora. Čím väčšia je rýchlosť vetra, tým menší je tepelný odpor radiátora, ale väčší odpor prúdenia. Preto treba vhodne zvýšiť rýchlosť vetra, aby sa znížil tepelný odpor. Keď rýchlosť vetra prekročí určitú hodnotu, vplyv zvýšenia rýchlosti vetra na tepelný odpor je veľmi malý.

Chladenie chladiča heatpipe:

Tepelná trubica je prvok na prenos tepla s vysokou tepelnou vodivosťou. Realizuje mimoriadny efekt prenosu tepla s jedinečným režimom prenosu tepla. Úžitkový model má výhody silnej schopnosti prenosu tepla, vynikajúcej schopnosti vyrovnávania teploty, variabilnej hustoty tepla, žiadne prídavné zariadenia, spoľahlivá prevádzka, jednoduchá konštrukcia, nízka hmotnosť, žiadna údržba, nízka hlučnosť a dlhá životnosť, ale cena je drahá.

Chladenie kvapalinou:

V porovnaní s chladením vzduchom chladenie kvapalinou výrazne zlepšuje tepelnú vodivosť. Kvapalinové chladenie je dobrou voľbou pre výkonové elektronické zariadenia s vysokou hustotou výkonu. Kvapalinový chladiaci systém využíva obehové čerpadlo na zabezpečenie cirkulácie chladiacej kvapaliny medzi zdrojom tepla a zdrojom chladu na výmenu tepla.

Chladiaca účinnosť vodou chladeného radiátora je veľmi vysoká, čo sa rovná 100-300-násobku koeficientu prestupu tepla prirodzeného chladenia vzduchom. Výmena vzduchového chladiaceho chladiča za vodou chladený chladič môže výrazne zlepšiť kapacitu zariadení.

Podobne ako pri iných energetických zariadeniach, efektívny, stabilný, pohodlný a kompaktný chladiaci systém má veľký význam pre konštrukciu IGBT zariadení, aby sa zabezpečila ich bezpečná a stabilná prevádzka. Najmä so zvýšením hustoty výkonu modulu IGBT, drsným aplikačným prostredím a zlepšením požiadaviek na spoľahlivosť a životnosť je pre modul IGBT, jeho tepelný dizajn a technológia tepelného manažmentu najdôležitejším článkom pri navrhovaní a aplikácii nových produktov.