Što utječe na hlađenje IGBT modula i kako smanjiti toplinski otpor?
Ako je snaga IGBT modula konstantna i toplinski otpor između IGBT školjki je konstantan, toplinski otpor između IGBT školjke i hetasink je povezan s materijalom i stupnjem kontakta hetasink, ali toplinski otpor je ovdje mali, tako da 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 s vodljivošću topline na IGBT modulu; Toplina iz hladnjaka prenosi se na zrak.
Dva su glavna čimbenika koji utječu na rasipanje topline, jedan je ukupni gubitak, a drugi toplinski otpor hladnjaka. Međutim, zbog ograničenja izlazne snage i stvarnih radnih uvjeta, ukupni gubitak snage IGBT-a ne može se mijenjati, pa ono što treba razmotriti je kako promijeniti toplinski otpor s radijatora na zrak ili drugi medij.
Porast temperature generiran rasipanjem snage uređaja za napajanje treba smanjiti toplinskim hladnjakom. Kroz hladnjak se može povećati područje provođenja topline i zračenja energetskog uređaja, može se proširiti toplinski tok i puferirati proces prijelaza toplinske vodljivosti, a toplina se može prenijeti izravno ili kroz medij za vođenje topline na hlađenje medij, kao što je zrak, tekućina ili tekuća smjesa.
Prirodno hlađenje zrakom:
Prirodno zračno hlađenje odnosi se na realizaciju lokalnih grijaćih uređaja za odvođenje topline u okolni okoliš bez korištenja vanjske pomoćne energije, kako bi se postigla svrha regulacije temperature.
Obično uključuje provođenje topline, konvekciju i zračenje. Pogodan je za uređaje male snage i komponente s niskim zahtjevima za regulacijom temperature i niskim toplinskim fluksom grijanja uređaja, kao i za zatvorene ili gusto sastavljene uređaje koji nisu prikladni ili ne trebaju druge tehnologije hlađenja.
Prisilno hlađenje zrakom:
Prisilno konvekcijsko hlađenje zraka karakterizira visoka učinkovitost odvođenja topline, a njegov koeficijent prijenosa topline je 2-5 puta veći od samohlađenja.
Prisilno konvekcijsko hlađenje zraka podijeljeno je na dva dijela: hladnjak i ventilator. Funkcija rebrastog radijatora u izravnom kontaktu s izvorom topline je odvođenje topline koju emitira izvor topline, a ventilator se koristi za forsiranje 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 brzinu vjetra treba na odgovarajući način povećati 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 s toplinskom cijevi:
Toplinska cijev je element za prijenos topline visoke toplinske vodljivosti. Ostvaruje izvanredan učinak prijenosa topline s jedinstvenim načinom prijenosa topline. Korisni model ima prednosti snažne sposobnosti prijenosa topline, izvrsne sposobnosti izjednačavanja temperature, promjenjive gustoće topline, bez dodatne opreme, pouzdanog rada, jednostavne strukture, male težine, bez održavanja, niske buke i dugog vijeka trajanja, ali je cijena skupa.
Hlađenje tekućinom:
U usporedbi sa zračnim hlađenjem, tekućinsko hlađenje značajno poboljšava toplinsku vodljivost. Tekuće hlađenje je dobar izbor za energetske elektroničke uređaje s velikom gustoćom snage. Sustav hlađenja tekućinom koristi cirkulacijsku pumpu kako bi osigurao da rashladna tekućina cirkulira između izvora topline i izvora hladnoće za izmjenu topline.
Učinkovitost odvođenja topline vodeno hlađenog radijatora je vrlo visoka, što je jednako 100-300 puta koeficijenta prijenosa topline prirodnog hlađenja zrakom. Zamjena zračno hlađenog radijatora radijatorom hlađenim vodom može uvelike poboljšati kapacitet uređaja.
