Cách hạ nhiệt các mô-đun IGBT

Nếu công suất của mô-đun IGBT không đổi và điện trở nhiệt giữa các vỏ IGBT không đổi, thì điện trở nhiệt giữa vỏ IGBT và hetasink có liên quan đến vật liệu và mức độ tiếp xúc của hetasink, nhưng điện trở nhiệt ở đây nhỏ, do đó sự thay đổi của vật liệu và mức độ tiếp xúc của bộ tản nhiệt ít ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình tản nhiệt.

Quá trình làm mát của mô-đun IGBT như sau: mất điện của IGBT trên đường giao nhau; Nhiệt độ trên đường giao nhau được truyền đến vỏ mô-đun IGBT; Tản nhiệt dẫn nhiệt trên mô-đun IGBT; Nhiệt từ tản nhiệt được truyền vào không khí.Có hai yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt của nó, một là tổng tổn thất, hai là khả năng chịu nhiệt của tản nhiệt. Tuy nhiên, do những hạn chế về công suất đầu ra và điều kiện làm việc thực tế, không thể thay đổi tổng tổn thất điện năng của IGBT, vì vậy điều cần xem xét là làm thế nào để thay đổi điện trở nhiệt từ bộ tản nhiệt sang không khí hoặc phương tiện khác.

Sự gia tăng nhiệt độ được tạo ra bởi công suất tiêu tán của thiết bị nguồn cần phải được giảm bớt bằng bộ tản nhiệt nhiệt. Thông qua bộ tản nhiệt, có thể tăng diện tích dẫn nhiệt và bức xạ của thiết bị điện, mở rộng dòng nhiệt và đệm quá trình chuyển đổi dẫn nhiệt, và nhiệt có thể được truyền trực tiếp hoặc qua môi trường dẫn nhiệt để làm mát môi trường, chẳng hạn như không khí, chất lỏng hoặc hỗn hợp chất lỏng.

Làm mát không khí tự nhiên:

    Làm mát không khí tự nhiên đề cập đến việc thực hiện các thiết bị sưởi ấm cục bộ để tản nhiệt ra môi trường xung quanh mà không sử dụng bất kỳ năng lượng phụ trợ bên ngoài nào, để đạt được mục đích kiểm soát nhiệt độ.

Nó thường bao gồm dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Nó phù hợp cho các thiết bị và linh kiện công suất thấp có yêu cầu thấp về kiểm soát nhiệt độ và dòng nhiệt thấp của hệ thống sưởi thiết bị, cũng như các thiết bị được lắp ráp kín hoặc lắp ráp dày đặc không phù hợp hoặc không cần các công nghệ làm mát khác.

Làm mát bằng không khí cưỡng bức:

Làm mát không khí đối lưu cưỡng bức được đặc trưng bởi hiệu suất tản nhiệt cao và hệ số truyền nhiệt của nó gấp 2-5 lần so với hệ số tự làm mát.

Làm mát không khí đối lưu cưỡng bức được chia thành hai phần: tản nhiệt bằng vây và quạt. Chức năng của bộ tản nhiệt vây tiếp xúc trực tiếp với nguồn nhiệt là dẫn nhiệt tỏa ra từ nguồn nhiệt và quạt được sử dụng để làm mát đối lưu cưỡng bức cho bộ tản nhiệt, để làm mát không khí cưỡng bức, chủ yếu liên quan đến vật liệu, cấu trúc và cánh tản nhiệt. Tốc độ gió càng lớn thì khả năng cản nhiệt của bộ tản nhiệt càng nhỏ nhưng khả năng cản dòng chảy càng lớn. Do đó, tốc độ gió nên được tăng lên một cách thích hợp để giảm điện trở nhiệt. Sau khi tốc độ gió vượt quá một giá trị nhất định, tác động của việc tăng tốc độ gió đối với điện trở nhiệt là rất nhỏ.

Làm mát tản nhiệt Heatpipe:

Ống dẫn nhiệt là bộ phận truyền nhiệt có tính dẫn nhiệt cao. Nó nhận ra hiệu ứng truyền nhiệt phi thường với chế độ truyền nhiệt độc đáo. Mô hình tiện ích có ưu điểm là khả năng truyền nhiệt mạnh, khả năng cân bằng nhiệt độ tuyệt vời, mật độ nhiệt thay đổi, không cần thiết bị bổ sung, hoạt động đáng tin cậy, cấu trúc đơn giản, trọng lượng nhẹ, không cần bảo trì, tiếng ồn thấp và tuổi thọ cao, nhưng giá thành đắt.

Làm mát bằng chất lỏng:

So với làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng cải thiện đáng kể khả năng dẫn nhiệt. Làm mát bằng chất lỏng là một lựa chọn tốt cho các thiết bị điện tử công suất có mật độ năng lượng cao. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng sử dụng bơm tuần hoàn để đảm bảo chất làm mát lưu thông giữa nguồn nhiệt và nguồn lạnh để trao đổi nhiệt.

Hiệu quả làm mát của bộ tản nhiệt làm mát bằng nước rất cao, bằng 100-300 lần hệ số truyền nhiệt của làm mát tự nhiên bằng không khí. Việc thay thế tản nhiệt làm mát bằng không khí bằng tản nhiệt làm mát bằng nước có thể cải thiện đáng kể công suất của thiết bị.

Tương tự như các thiết bị điện khác, một hệ thống tản nhiệt hiệu quả, ổn định, tiện lợi và nhỏ gọn có ý nghĩa rất lớn đối với việc thiết kế các thiết bị IGBT nhằm đảm bảo thiết bị hoạt động an toàn và ổn định. Đặc biệt với sự gia tăng mật độ năng lượng của mô-đun IGBT, môi trường ứng dụng khắc nghiệt và cải thiện các yêu cầu về độ tin cậy và tuổi thọ, đối với mô-đun IGBT, thiết kế nhiệt và công nghệ quản lý nhiệt của nó là mắt xích quan trọng nhất trong thiết kế và ứng dụng các sản phẩm mới.