Važnost upravljanja toplinom IGBT
Trend rasta prodaje novih energetskih vozila i trenutna situacija nedostatka čipova, zajedno s neizvjesnošću budućeg trenda epidemije, tržišna ponuda IGBT-a još uvijek je u relativno ograničenom stanju. Slično drugim energetskim uređajima, kako bi se osigurao njegov učinkovit, siguran i stabilan rad, tehnologija upravljanja toplinom za IGBT modul je najvažnija karika u dizajnu i primjeni novih proizvoda.
Što je IGBT:
IGBT (bipolarni tranzistor s izoliranim vratima) vrsta je energetskog poluvodičkog uređaja. Njegov kineski naziv je "bipolarni tranzistor s izoliranim vratima", koji se sastoji od BJT (bipolarni spojni tranzistor) i MOSFET (tranzistor s efektom polja s izoliranim vratima). Kao temeljni energetski uređaj za pretvorbu energije i kontrolu snage, IGBT se u industriji energetske elektronike naziva "CPU".
Termalno upravljanje za IGBT module:
Uzroci kvara većine IGBT energetskih poluvodičkih modula povezani su s toplinom. Stoga je pouzdanost IGBT-a također bila predmet velike zabrinutosti u industriji i akademskoj zajednici, te je trenutno postala žarište istraživanja. Metode upravljanja toplinom za IGBT module mogu se podijeliti na unutarnje upravljanje toplinom i vanjsko upravljanje toplinom. U specifičnim primjenama, zbog velikog toplinskog kapaciteta između rashladnog sustava i podloge poluvodičkog uređaja, može se kompenzirati samo temperatura koja se sporo mijenja, tako da je vanjsko upravljanje toplinom prikladno za fluktuacije temperature spoja niske frekvencije. Za brzu promjenu temperature, smatra se podešavanjem električnih parametara koji se odnose na temperaturu u sustavu, odnosno unutarnje toplinsko upravljanje, kako bi se izravno utjecalo na temperaturu spoja.
Unutarnje toplinsko upravljanje:
Glavna ideja unutarnjeg toplinskog upravljanja je promijeniti gubitak IGBT modula kako bi se izgladila fluktuacija temperature spoja uzrokovana fluktuacijom snage opterećenja. Do sada su znanstvenici istraživali mnoge strategije aktivnog upravljanja toplinom, uključujući podešavanje frekvencije prebacivanja, otpora mreže, radnog ciklusa, cikličke jalove snage i usmjerivača snage, te su teoretski i eksperimentalno dokazali njihovu izvedivost.
Vanjsko upravljanje toplinom:
Metode vanjskog upravljanja toplinom IGBT modula uglavnom se koriste za kompenzaciju promjene temperature okoline ili kontrolu prosječne temperature spoja, dok je istraživanja glatke promjene temperature spoja relativno malo.
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.
