Hur man kyler ner IGBT-modulerna
Om kraften hos IGBT-modulen är konstant och den termiska resistansen mellan IGBT-skal är konstant, är den termiska resistansen mellan IGBT-skal och hetasink relaterad till materialet och kontaktgraden för hetasink, men den termiska resistansen här är liten, så materialförändringen och kontaktgraden för radiatorn har liten inverkan på hela värmeavledningsprocessen.
Kylningsprocessen för IGBT-modulen är som följer: effektförlusten för IGBT på korsningen; Temperaturen på korsningen överförs till IGBT-modulskalet; Värmeledande kylfläns på IGBT-modul; Värme från kylflänsen överförs till luften.Det finns två huvudfaktorer som påverkar dess värmeavledning, den ena är den totala förlusten, den andra är kylflänsens termiska motstånd. Men på grund av begränsningarna för uteffekt och faktiska arbetsförhållanden kan den totala effektförlusten för IGBT inte ändras, så det som måste övervägas är hur man ändrar det termiska motståndet från radiator till luft eller andra medier.
Temperaturökningen som genereras av den förbrukade kraften från kraftenheten måste minskas av den termiska kylflänsen. Genom kylflänsen kan kraftenhetens värmelednings- och strålningsarea ökas, värmeflödet kan utökas och värmeledningsövergångsprocessen kan buffras, och värmen kan överföras direkt eller genom värmeledningsmediet till kylningen medium, såsom luft, vätska eller flytande blandning.
Naturlig luftkylning:
Naturlig luftkylning hänvisar till förverkligandet av lokala uppvärmningsanordningar för att avleda värme till den omgivande miljön utan att använda någon extern hjälpenergi, för att uppnå syftet med temperaturkontroll.
Det innefattar vanligtvis värmeledning, konvektion och strålning. Den är lämplig för lågeffektsenheter och komponenter med låga krav på temperaturkontroll och lågt värmeflöde av enhetsuppvärmning, samt förseglade eller tätt sammansatta enheter som inte är lämpliga eller inte behöver annan kylteknik.
Forcerad luftkylning:
Luftkylning med forcerad konvektion kännetecknas av hög värmeavledningseffektivitet och dess värmeöverföringskoefficient är 2-5 gånger högre än självkylning.
Forcerad konvektionsluftkylning är uppdelad i två delar: kylfläns och fläkt. Funktionen hos fenradiatorn i direkt kontakt med värmekällan är att leda ut värmen som avges av värmekällan, och fläkten används för att tvinga konvektiv kylning till kylflänsen, för att tvinga fram luftkylning, vilket främst är relaterat till radiatorns material, struktur och fenor. Ju högre vindhastighet, desto mindre värmemotstånd hos radiatorn, men desto större flödesmotstånd. Därför bör vindhastigheten ökas på lämpligt sätt för att minska det termiska motståndet. Efter att vindhastigheten överstiger ett visst värde är effekten av att öka vindhastigheten på det termiska motståndet mycket liten.
Heatpipe kylfläns kylning:
Värmeröret är ett värmeöverföringselement med hög värmeledningsförmåga. Den realiserar extraordinär värmeöverföringseffekt med unikt värmeöverföringsläge. Bruksmodellen har fördelarna med stark värmeöverföringsförmåga, utmärkt temperaturutjämningsförmåga, variabel värmedensitet, ingen extra utrustning, tillförlitlig drift, enkel struktur, låg vikt, inget underhåll, lågt ljud och lång livslängd, men priset är dyrt.
Vätskekylning:
Jämfört med luftkylning förbättrar vätskekylning den termiska konduktiviteten avsevärt. Vätskekylning är ett bra val för kraftelektronikenheter med hög effekttäthet. Vätskekylsystemet använder cirkulationspumpen för att säkerställa att kylvätskan cirkulerar mellan värmekällan och kylkällan för att utbyta värme.
Kylningseffektiviteten för den vattenkylda radiatorn är mycket hög, vilket är lika med 100-300 gånger värmeöverföringskoefficienten för luftens naturliga kylning. Att byta ut kylfläns för luftkylning med vattenkyld radiator kan avsevärt förbättra kapaciteten hos enheter.
I likhet med andra kraftenheter är ett effektivt, stabilt, bekvämt och kompakt kylsystem av stor betydelse för designen av IGBT-enheter för att säkerställa en säker och stabil drift. Speciellt med ökningen av IGBT-modulens effekttäthet, den hårda applikationsmiljön och förbättringen av tillförlitlighet och livslängdskrav, för IGBT-modulen, är dess termiska design och värmehanteringsteknik den viktigaste länken i design och tillämpning av nya produkter.
