Quản lý nhiệt IGBT

Xu hướng tăng trưởng doanh số của các phương tiện năng lượng mới và tình trạng thiếu chip hiện tại, cùng với sự không chắc chắn về xu hướng dịch bệnh trong tương lai, nguồn cung IGBT trên thị trường vẫn ở trạng thái tương đối eo hẹp. Tương tự như các thiết bị nguồn khác, để đảm bảo thiết bị hoạt động hiệu quả, an toàn và ổn định, công nghệ quản lý nhiệt cho mô-đun IGBT là mắt xích quan trọng nhất trong thiết kế và ứng dụng sản phẩm mới.

IGBT là gì:

IGBT (bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện) là một loại thiết bị bán dẫn điện. Tên tiếng Trung của nó là "bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện", bao gồm BJT (bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực) và MOSFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường cổng cách điện). Là thiết bị năng lượng cốt lõi để chuyển đổi năng lượng và điều khiển năng lượng, IGBT được gọi là "CPU" trong ngành điện tử công suất.

Quản lý nhiệt cho Mô-đun IGBT:

Nguyên nhân hỏng hóc của hầu hết các mô-đun bán dẫn công suất IGBT đều liên quan đến nhiệt. Do đó, độ tin cậy của IGBT cũng được ngành công nghiệp và giới học thuật quan tâm rộng rãi, và đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu hiện nay. Các phương pháp quản lý nhiệt cho các mô-đun IGBT có thể được chia thành quản lý nhiệt bên trong và quản lý nhiệt bên ngoài. Trong các ứng dụng cụ thể, do công suất nhiệt lớn giữa hệ thống làm mát và chất nền của thiết bị bán dẫn, chỉ có thể bù nhiệt độ thay đổi chậm, do đó, quản lý nhiệt bên ngoài phù hợp với dao động nhiệt độ đường giao nhau tần số thấp. Đối với sự thay đổi nhiệt độ nhanh chóng, người ta xem xét điều chỉnh các thông số điện liên quan đến nhiệt độ trong hệ thống, tức là quản lý nhiệt bên trong, để tác động trực tiếp đến nhiệt độ đường giao nhau.

Quản lý nhiệt bên trong:

Ý tưởng chính của quản lý nhiệt bên trong là thay đổi sự mất mát của mô-đun IGBT để làm dịu dao động nhiệt độ đường giao nhau do dao động công suất tải gây ra. Cho đến nay, các học giả đã khám phá nhiều chiến lược quản lý nhiệt tích cực, bao gồm điều chỉnh tần số chuyển đổi, điện trở lưới, chu kỳ làm việc, công suất phản kháng theo chu kỳ và bộ định tuyến nguồn, đồng thời chứng minh tính khả thi của chúng về mặt lý thuyết và thực nghiệm.

Quản lý nhiệt bên ngoài:

Các phương pháp quản lý nhiệt bên ngoài của mô-đun IGBT chủ yếu được sử dụng để bù cho sự thay đổi của nhiệt độ môi trường hoặc kiểm soát nhiệt độ đường giao nhau trung bình, trong khi nghiên cứu về sự thay đổi nhiệt độ đường giao nhau trơn tru là tương đối ít.

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.