Как охладить модули IGBT
Если мощность модуля IGBT постоянна и тепловое сопротивление между оболочками IGBT постоянно, тепловое сопротивление между оболочкой IGBT и теплоотводом связано с материалом и степенью контакта радиатора, но тепловое сопротивление здесь невелико, поэтому изменение материала и степень контакта радиатора мало влияет на весь процесс отвода тепла.
Процесс охлаждения модуля IGBT выглядит следующим образом: потеря мощности IGBT на переходе; Температура перехода передается на корпус модуля IGBT; Теплопроводный радиатор на модуле IGBT; Тепло от радиатора передается воздуху.Есть два основных фактора, влияющих на его тепловыделение: один — это общие потери, а другой — тепловое сопротивление радиатора. Однако из-за ограничений выходной мощности и реальных условий работы общая мощность потерь IGBT не может быть изменена, поэтому необходимо учитывать, как изменить тепловое сопротивление от радиатора к воздуху или другой среде.
Повышение температуры, вызванное рассеиваемой мощностью силового устройства, должно быть уменьшено с помощью теплоотвода. Благодаря радиатору площадь теплопроводности и излучения силового устройства может быть увеличена, тепловой поток может быть расширен, а процесс перехода теплопроводности может быть амортизирован, а тепло может передаваться непосредственно или через теплопроводящую среду на охлаждение. среда, такая как воздух, жидкость или жидкая смесь.
Естественное воздушное охлаждение:
Естественное воздушное охлаждение относится к реализации локальных нагревательных устройств для рассеивания тепла в окружающую среду без использования какой-либо внешней вспомогательной энергии для достижения цели контроля температуры.
Обычно это теплопроводность, конвекция и излучение. Он подходит для маломощных устройств и компонентов с низкими требованиями к температурному режиму и малому тепловому потоку нагрева устройства, а также герметичных или плотно собранных устройств, которые не подходят или не нуждаются в других технологиях охлаждения.
Принудительное воздушное охлаждение:
Принудительное конвекционное воздушное охлаждение характеризуется высокой эффективностью отвода тепла, а его коэффициент теплопередачи в 2-5 раз выше, чем у самоохлаждения.
Принудительно-конвекционное воздушное охлаждение разделено на две части: ребристый радиатор и вентилятор. Функция реберного радиатора, находящегося в непосредственном контакте с источником тепла, состоит в том, чтобы отводить тепло, излучаемое источником тепла, а вентилятор используется для принудительного конвективного охлаждения к радиатору, чтобы принудительное воздушное охлаждение, которое в основном связано с материал, конструкция и ребра радиатора. Чем больше скорость ветра, тем меньше тепловое сопротивление радиатора, но больше сопротивление потоку. Следовательно, скорость ветра должна быть соответствующим образом увеличена, чтобы уменьшить тепловое сопротивление. После того, как скорость ветра превышает определенное значение, влияние увеличения скорости ветра на тепловое сопротивление очень мало.
Охлаждение радиатора на тепловых трубках:
Тепловая трубка представляет собой элемент теплопередачи с высокой теплопроводностью. Он реализует исключительный эффект теплопередачи с уникальным режимом теплопередачи. Полезная модель обладает такими преимуществами, как высокая способность теплопередачи, отличная способность выравнивания температуры, переменная плотность тепла, отсутствие дополнительного оборудования, надежная работа, простая конструкция, малый вес, отсутствие обслуживания, низкий уровень шума и длительный срок службы, но цена высока.
Жидкостное охлаждение:
По сравнению с воздушным охлаждением жидкостное охлаждение значительно улучшает теплопроводность. Жидкостное охлаждение — хороший выбор для силовых электронных устройств с высокой удельной мощностью. В системе жидкостного охлаждения используется циркуляционный насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента между источником тепла и источником холода для обмена теплом.
Эффективность охлаждения радиатора с водяным охлаждением очень высока, что равно 100-300 раза коэффициенту теплопередачи естественного охлаждения воздуха. Замена радиатора с воздушным охлаждением на радиатор с водяным охлаждением может значительно повысить производительность устройств.
Подобно другим силовым устройствам, эффективная, стабильная, удобная и компактная система охлаждения имеет большое значение для конструкции устройств IGBT, чтобы обеспечить их безопасную и стабильную работу. Особенно с увеличением плотности мощности модуля IGBT, суровыми условиями применения и повышением требований к надежности и сроку службы, для модуля IGBT его тепловая конструкция и технология управления температурой являются наиболее важным звеном в разработке и применении новых продуктов.
