Как улучшить тепловые характеристики модуля IGBT
Если мощность модуля IGBT постоянна и тепловое сопротивление между оболочками IGBT постоянно, тепловое сопротивление между корпусом IGBT и гетаприемником зависит от материала и степени контакта гетаприемника, но тепловое сопротивление здесь невелико, поэтому изменение материала и степень контакта радиатора мало влияет на весь процесс отвода тепла.
Процесс охлаждения модуля IGBT заключается в следующем: потеря мощности IGBT на переходе; Температура перехода передается на корпус модуля IGBT; Теплопроводный радиатор на модуле IGBT; Тепло от радиатора передается воздуху.
На рассеивание тепла влияют два основных фактора: один — общие потери, другой — тепловое сопротивление радиатора. Однако из-за ограничений выходной мощности и реальных условий работы общие потери мощности IGBT не могут быть изменены, поэтому необходимо учитывать, как изменить тепловое сопротивление радиатора воздуху или другой среде.
Повышение температуры, вызванное рассеиваемой мощностью силового устройства, должно быть уменьшено с помощью теплоотвода. Благодаря радиатору можно увеличить площадь теплопроводности и излучения силового устройства, увеличить тепловой поток и буферизовать переходный процесс теплопроводности, а тепло можно передавать напрямую или через теплопроводящую среду к охлаждающему устройству. среда, такая как воздух, жидкость или жидкая смесь.
Естественное воздушное охлаждение:
Естественное воздушное охлаждение подразумевает реализацию локальных нагревательных устройств для рассеивания тепла в окружающую среду без использования какой-либо внешней вспомогательной энергии для достижения цели контроля температуры. Обычно оно включает в себя теплопроводность, конвекцию и излучение. Он подходит для маломощных устройств и компонентов с низкими требованиями к регулированию температуры и малым тепловым потоком нагрева устройств, а также для герметичных или плотно смонтированных устройств, которые не подходят или не нуждаются в других технологиях охлаждения.
Принудительное воздушное охлаждение:
Воздушное охлаждение с принудительной конвекцией характеризуется высокой эффективностью рассеивания тепла, а его коэффициент теплопередачи в 2-5 раз выше, чем у самоохлаждения. Воздушное охлаждение с принудительной конвекцией разделено на две части: ребристый радиатор и вентилятор. Функция ребристого радиатора, находящегося в непосредственном контакте с источником тепла, заключается в отводе тепла, излучаемого источником тепла, а вентилятор используется для принудительного конвективного охлаждения радиатора, чтобы обеспечить принудительное воздушное охлаждение, что в основном связано с материал, конструкция и ребра радиатора. Чем больше скорость ветра, тем меньше термическое сопротивление радиатора, но больше сопротивление потоку. Поэтому скорость ветра должна быть соответствующим образом увеличена, чтобы уменьшить тепловое сопротивление. После того, как скорость ветра превышает определенное значение, влияние увеличения скорости ветра на термическое сопротивление очень мало.
Охлаждение радиатора с тепловыми трубками:
Тепловая трубка представляет собой теплообменный элемент с высокой теплопроводностью. Он реализует исключительный эффект теплопередачи с уникальным режимом теплопередачи. Полезная модель имеет такие преимущества, как сильная способность теплопередачи, отличная способность к выравниванию температуры, переменная тепловая плотность, отсутствие дополнительного оборудования, надежная работа, простая конструкция, легкий вес, отсутствие обслуживания, низкий уровень шума и длительный срок службы, но цена высокая.
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 охлаждающей жидкости между источником тепла и источником холода для обмена тепла. Эффективность рассеивания тепла радиатора с водяным охлаждением очень высока и равна 100-300 раз. коэффициент теплопередачи естественного охлаждения воздуха. Замена радиатора с воздушным охлаждением на радиатор с водяным охлаждением может значительно улучшить производительность устройств.
