Co wpływa na chłodzenie modułu IGBT i jak zmniejszyć opór cieplny?

Jeśli moc modułu IGBT jest stała, a opór cieplny pomiędzy powłokami IGBT jest stały, to opór cieplny pomiędzy powłoką IGBT a hetasink jest związany z materiałem i stopniem kontaktu hetasink, ale opór cieplny jest tutaj mały, więc zmiana materiału a stopień kontaktu grzejnika ma niewielki wpływ na cały proces rozpraszania ciepła.

     Proces chłodzenia modułu IGBT jest następujący: utrata mocy IGBT na złączu; Temperatura na złączu jest przekazywana do obudowy modułu IGBT; Radiator przewodzenia ciepła na module IGBT; Ciepło z radiatora oddawane jest do powietrza.

Istnieją dwa główne czynniki wpływające na odprowadzanie ciepła, jednym jest całkowita strata, drugim jest opór cieplny radiatora. Jednak ze względu na ograniczenia mocy wyjściowej i rzeczywistych warunków pracy, całkowita strata mocy IGBT nie może zostać zmieniona, dlatego należy rozważyć, jak zmienić opór cieplny z radiatora na powietrze lub inne media.

Wzrost temperatury generowany przez rozpraszaną moc urządzenia zasilającego musi zostać zredukowany przez radiator termiczny. Dzięki radiatorowi można zwiększyć przewodzenie ciepła i powierzchnię promieniowania urządzenia zasilającego, przepływ ciepła można rozszerzyć, a proces przejścia przewodzenia ciepła można buforować, a ciepło może być przekazywane bezpośrednio lub przez czynnik przewodzący ciepło do chłodzenia medium, takie jak powietrze, ciecz lub mieszanina cieczy.

Chłodzenie powietrzem naturalnym:

    Naturalne chłodzenie powietrzem odnosi się do realizacji lokalnych urządzeń grzewczych do rozpraszania ciepła do otaczającego środowiska bez użycia zewnętrznej energii pomocniczej, aby osiągnąć cel kontroli temperatury.

Zwykle obejmuje przewodzenie ciepła, konwekcję i promieniowanie. Nadaje się do urządzeń i komponentów małej mocy o niskich wymaganiach w zakresie kontroli temperatury i niskiego strumienia cieplnego ogrzewania urządzeń, a także do urządzeń szczelnych lub gęsto zmontowanych, które nie nadają się lub nie wymagają innych technologii chłodzenia.

Wymuszone chłodzenie powietrzem:

Wymuszone chłodzenie konwekcyjne powietrza charakteryzuje się wysoką sprawnością rozpraszania ciepła, a jego współczynnik przenikania ciepła jest 2-5 razy większy niż samochłodzenia.

Chłodzenie powietrzem z wymuszoną konwekcją jest podzielone na dwie części: radiator lamelowy i wentylator. Zadaniem radiatora lamelowego w bezpośrednim kontakcie ze źródłem ciepła jest odprowadzenie ciepła emitowanego przez źródło ciepła, a wentylator służy do wymuszenia chłodzenia konwekcyjnego na radiator, aby wymusić chłodzenie powietrzem, co jest głównie związane z materiał, konstrukcja i żeberka grzejnika. Im większa prędkość wiatru, tym mniejszy opór cieplny grzejnika, ale większy opór przepływu. Dlatego należy odpowiednio zwiększyć prędkość wiatru, aby zmniejszyć opór cieplny. Po przekroczeniu przez prędkość wiatru pewnej wartości wpływ zwiększenia prędkości wiatru na opór cieplny jest bardzo mały.

Chłodzenie radiatorem rurek cieplnych:

Rura cieplna jest elementem przenoszącym ciepło o wysokiej przewodności cieplnej. Realizuje niezwykły efekt wymiany ciepła z unikalnym trybem wymiany ciepła. Model użytkowy ma zalety silnej zdolności przenoszenia ciepła, doskonałej zdolności wyrównywania temperatury, zmiennej gęstości ciepła, braku dodatkowego wyposażenia, niezawodnej pracy, prostej konstrukcji, lekkości, braku konserwacji, niskiego poziomu hałasu i długiej żywotności, ale cena jest droga.

Chłodzenie cieczą:

W porównaniu z chłodzeniem powietrzem, chłodzenie cieczą znacznie poprawia przewodność cieplną. Chłodzenie cieczą to dobry wybór dla urządzeń energoelektronicznych o dużej gęstości mocy. System chłodzenia cieczą wykorzystuje pompę obiegową, aby zapewnić cyrkulację chłodziwa między źródłem ciepła a źródłem zimna w celu wymiany ciepła.

Efektywność rozpraszania ciepła przez grzejnik chłodzony wodą jest bardzo wysoka, co odpowiada 100-300-krotności współczynnika przenikania ciepła naturalnego chłodzenia powietrzem. Wymiana chłodnicy chłodzonej powietrzem na chłodnicę wodną może znacznie poprawić wydajność urządzeń.