Как да подобрим охлаждащата производителност на IGBT модула

Процесът на охлаждане на IGBT модула е както следва: загуба на мощност на IGBT на кръстовището; Температурата на кръстовището се предава към корпуса на IGBT модула; Топлопроводим радиатор на IGBT модул; Топлината от радиатора се предава на въздуха. Има два основни фактора, които влияят върху разсейването на топлината, единият е общата загуба, а другият е термичното съпротивление на радиатора. Въпреки това, поради ограниченията на изходната мощност и действителните работни условия, общата загуба на мощност на IGBT не може да бъде променена, така че това, което трябва да се обмисли, е как да се промени топлинното съпротивление от радиатора към въздуха или друга среда.

 

 

 

Повишаването на температурата, генерирано от разсейваната мощност на захранващото устройство, трябва да бъде намалено от термичния радиатор. Чрез радиатора площта на топлопроводимост и излъчване на захранващото устройство може да се увеличи, топлинният поток може да се разшири и процесът на преход на топлопроводимост може да бъде буфериран, а топлината може да се предава директно или през топлопроводимата среда към охлаждането среда, като въздух, течност или течна смес.

 

 

Естествено въздушно охлаждане:

 

Естественото въздушно охлаждане се отнася до реализацията на локални отоплителни устройства за разсейване на топлината в заобикалящата среда без използване на външна спомагателна енергия, така че да се постигне целта за контрол на температурата.

Обикновено включва топлопроводимост, конвекция и излъчване. Подходящ е за устройства с ниска мощност и компоненти с ниски изисквания за контрол на температурата и нисък топлинен поток на отопление на устройството, както и за запечатани или плътно сглобени устройства, които не са подходящи или не се нуждаят от други технологии за охлаждане.

 

 

Принудително въздушно охлаждане:

 

Въздушното охлаждане с принудителна конвекция се характеризира с висока ефективност на разсейване на топлината и неговият коефициент на топлопреминаване е 2-5 пъти по-голям от този на самоохлаждане. Въздушното охлаждане с принудителна конвекция е разделено на две части: радиатор с ребра и вентилатор. Функцията на радиатора с перки в пряк контакт с източника на топлина е да извежда топлината, излъчвана от източника на топлина, а вентилаторът се използва за принудително конвективно охлаждане към радиатора, така че да принуди въздушно охлаждане, което е свързано главно с материала, структурата и ребрата на радиатора. Колкото по-голяма е скоростта на вятъра, толкова по-малко е топлинното съпротивление на радиатора, но толкова по-голямо е съпротивлението на потока. Следователно скоростта на вятъра трябва да се увеличи по подходящ начин, за да се намали топлинното съпротивление. След като скоростта на вятъра надвиши определена стойност, влиянието на увеличаването на скоростта на вятъра върху топлинното съпротивление е много малко.

 

 

Охлаждане на радиатора с топлинна тръба:

Топлинната тръба е топлообменен елемент с висока топлопроводимост. Той реализира изключителен ефект на топлопредаване с уникален режим на топлопредаване. Полезният модел има предимствата на силна способност за пренос на топлина, отлична способност за изравняване на температурата, променлива топлинна плътност, без допълнително оборудване, надеждна работа, проста структура, леко тегло, без поддръжка, нисък шум и дълъг експлоатационен живот, но цената е скъпа.

 

Течно охлаждане:

 

В сравнение с въздушното охлаждане, течното охлаждане значително подобрява топлопроводимостта. Течното охлаждане е добър избор за силови електронни устройства с висока плътност на мощността. Системата за течно охлаждане използва циркулационна помпа, за да гарантира, че охлаждащата течност циркулира между източника на топлина и източника на студ за обмен на топлина. Ефективността на разсейване на топлината при течно охлаждане е много висока, което е равно на 100-300 пъти от коефициента на топлопреминаване на въздушното естествено охлаждане. Подмяната на радиатор за въздушно охлаждане с радиатор за течно охлаждане може значително да подобри капацитета на устройствата.

 

 

Ако мощността на IGBT модула е постоянна и топлинното съпротивление между IGBT обвивките е постоянно, термичното съпротивление между IGBT обвивката и хетасинка е свързано с материала и степента на контакт на хетасинка, но топлинното съпротивление тук е малко, така че промяната на материала и степента на контакт на радиатора има малко влияние върху целия процес на разсейване на топлината.