Kako ohladiti IGBT module
Ako je snaga IGBT modula konstantna i toplinski otpor između IGBT ljuski je konstantan, toplinski otpor između IGBT ljuske i hetasinka povezan je s materijalom i stupnjem kontakta hetasinka, ali je toplinski otpor ovdje mali, pa je promjena materijala i stupanj kontakta radijatora ima mali utjecaj na cijeli proces odvođenja topline.
Proces hlađenja IGBT modula je sljedeći: gubitak snage IGBT na spoju; Temperatura na spoju se prenosi na ljusku IGBT modula; Hladnjak za provođenje topline na IGBT modulu; Toplina iz rashladnog tijela prenosi se na zrak.Dva su glavna čimbenika koji utječu na rasipanje topline, jedan je ukupni gubitak, a drugi je toplinski otpor hladnjaka. Međutim, zbog ograničenja izlazne snage i stvarnih radnih uvjeta, ukupni gubitak snage IGBT-a ne može se promijeniti, pa ono što treba razmotriti je kako promijeniti toplinski otpor od radijatora do zraka ili drugog medija.
Porast temperature generiran disipiranom snagom uređaja za napajanje mora se smanjiti toplinskim hladnjakom. Kroz hladnjak, područje provođenja topline i zračenja uređaja za napajanje može se povećati, protok topline može se proširiti i proces prijelaza provođenja topline može se ublažiti, a toplina se može prenijeti izravno ili kroz medij za provođenje topline na hlađenje medij, poput zraka, tekućine ili tekuće smjese.
Prirodno hlađenje zrakom:
Prirodno zračno hlađenje odnosi se na realizaciju lokalnih grijaćih uređaja za raspršivanje topline u okolni okoliš bez korištenja vanjske pomoćne energije, kako bi se postigla svrha kontrole temperature.
Obično uključuje provođenje topline, konvekciju i zračenje. Pogodan je za uređaje male snage i komponente s niskim zahtjevima za regulacijom temperature i malim toplinskim protokom grijanja uređaja, kao i za zatvorene ili gusto sklopljene uređaje koji nisu prikladni ili ne trebaju druge tehnologije hlađenja.
Prisilno hlađenje zrakom:
Hlađenje zrakom prisilnom konvekcijom karakterizira visoka učinkovitost rasipanja topline, a njegov koeficijent prijenosa topline je 2-5 puta veći od koeficijenta samohlađenja.
Hlađenje zraka s prisilnom konvekcijom podijeljeno je u dva dijela: hladnjak s perajima i ventilator. Funkcija rebrastog radijatora u izravnom kontaktu s izvorom topline je odvođenje topline koju emitira izvor topline, a ventilator se koristi za prisiljavanje konvektivnog hlađenja hladnjaka, kako bi se prisililo hlađenje zrakom, što se uglavnom odnosi na materijal, struktura i rebra radijatora. Što je veća brzina vjetra, manji je toplinski otpor radijatora, ali je veći otpor protoka. Stoga treba povećati brzinu vjetra kako bi se smanjio toplinski otpor. Nakon što brzina vjetra prijeđe određenu vrijednost, utjecaj povećanja brzine vjetra na toplinski otpor je vrlo mali.
Hlađenje hladnjaka toplinske cijevi:
Toplinska cijev je element za prijenos topline visoke toplinske vodljivosti. Ostvaruje izvanredan učinak prijenosa topline s jedinstvenim načinom prijenosa topline. Uslužni model ima prednosti jake sposobnosti prijenosa topline, izvrsne sposobnosti izjednačavanja temperature, promjenjive gustoće topline, bez dodatne opreme, pouzdanog rada, jednostavne strukture, male težine, bez održavanja, niske razine buke i dugog vijeka trajanja, ali cijena je skupa.
Hlađenje tekućinom:
U usporedbi sa zračnim hlađenjem, hlađenje tekućinom značajno poboljšava toplinsku vodljivost. Hlađenje tekućinom dobar je izbor za energetske elektroničke uređaje s velikom gustoćom snage. Sustav tekućeg hlađenja koristi cirkulacijsku pumpu kako bi osigurao da rashladna tekućina cirkulira između izvora topline i izvora hladnoće radi izmjene topline.
Učinkovitost hlađenja vodeno hlađenog radijatora je vrlo visoka, što je jednako 100-300 puta koeficijenta prijenosa topline prirodnog hlađenja zrakom. Zamjena hladnjaka za zračno hlađenje vodeno hlađenim radijatorom može znatno poboljšati kapacitet uređaja.
Slično ostalim uređajima za napajanje, učinkovit, stabilan, praktičan i kompaktan sustav hlađenja od velike je važnosti za dizajn IGBT uređaja kako bi se osigurao njihov siguran i stabilan rad. Osobito s povećanjem gustoće snage IGBT modula, surovim okruženjem primjene i poboljšanjem zahtjeva za pouzdanošću i vijekom trajanja, za IGBT modul, njegov toplinski dizajn i tehnologija upravljanja toplinom najvažnija su karika u dizajnu i primjeni novih proizvoda.
