Cómo enfriar los módulos IGBT
Si la potencia del módulo IGBT es constante y la resistencia térmica entre las carcasas de IGBT es constante, la resistencia térmica entre la carcasa de IGBT y el disipador está relacionada con el material y el grado de contacto del disipador, pero la resistencia térmica aquí es pequeña, por lo que el cambio de material y el grado de contacto del radiador tiene poco impacto en todo el proceso de disipación de calor.
El proceso de enfriamiento del módulo IGBT es el siguiente: la pérdida de potencia de IGBT en la unión; La temperatura en la unión se transmite a la carcasa del módulo IGBT; Disipador de calor por conducción de calor en el módulo IGBT; El calor del disipador de calor se transfiere al aire.Hay dos factores principales que afectan su disipación de calor, uno es la pérdida total, el otro es la resistencia térmica del disipador de calor. Sin embargo, debido a las limitaciones de la potencia de salida y las condiciones de trabajo reales, la pérdida de potencia total de IGBT no se puede cambiar, por lo que se debe considerar cómo cambiar la resistencia térmica del radiador al aire u otros medios.
El aumento de temperatura generado por la potencia disipada del dispositivo de potencia debe ser reducido por el disipador de calor térmico. A través del disipador de calor, la conducción de calor y el área de radiación del dispositivo de potencia se pueden aumentar, el flujo de calor se puede expandir y el proceso de transición de conducción de calor se puede amortiguar, y el calor se puede transmitir directamente o a través del medio de conducción de calor al enfriamiento. medio, como aire, líquido o mezcla líquida.
Refrigeración por aire natural:
El enfriamiento natural del aire se refiere a la realización de dispositivos de calefacción local para disipar el calor al entorno circundante sin usar ninguna energía auxiliar externa, a fin de lograr el objetivo del control de la temperatura.
Generalmente incluye conducción de calor, convección y radiación. Es adecuado para dispositivos y componentes de baja potencia con bajos requisitos de control de temperatura y bajo flujo de calor de calentamiento de dispositivos, así como dispositivos sellados o ensamblados densamente que no son adecuados o no necesitan otras tecnologías de enfriamiento.
Refrigeración por aire forzado:
El enfriamiento por aire de convección forzada se caracteriza por una alta eficiencia de disipación de calor y su coeficiente de transferencia de calor es 2-5 veces mayor que el autoenfriamiento.
El enfriamiento por aire de convección forzada se divide en dos partes: disipador de calor de aleta y ventilador. La función del radiador de aletas en contacto directo con la fuente de calor es sacar el calor emitido por la fuente de calor, y el ventilador se usa para forzar el enfriamiento por convección al disipador de calor, para forzar el enfriamiento por aire, que está relacionado principalmente con el material, estructura y aletas del radiador. Cuanto mayor sea la velocidad del viento, menor será la resistencia térmica del radiador, pero mayor será la resistencia al flujo. Por lo tanto, la velocidad del viento debe incrementarse adecuadamente para reducir la resistencia térmica. Después de que la velocidad del viento supera un cierto valor, el impacto de aumentar la velocidad del viento en la resistencia térmica es muy pequeño.
Refrigeración del disipador de calor Heatpipe:
El tubo de calor es un elemento de transferencia de calor con alta conductividad térmica. Realiza un efecto de transferencia de calor extraordinario con un modo de transferencia de calor único. El modelo de utilidad tiene las ventajas de una fuerte capacidad de transferencia de calor, excelente capacidad de igualación de temperatura, densidad de calor variable, sin equipo adicional, operación confiable, estructura simple, peso ligero, sin mantenimiento, bajo nivel de ruido y larga vida útil, pero el precio es caro.
Refrigeración líquida:
En comparación con el enfriamiento por aire, el enfriamiento por líquido mejora significativamente la conductividad térmica. La refrigeración líquida es una buena opción para dispositivos electrónicos de potencia con alta densidad de potencia. El sistema de refrigeración líquida utiliza la bomba de circulación para garantizar que el refrigerante circule entre la fuente de calor y la fuente de frío para intercambiar calor.
La eficiencia de enfriamiento del radiador enfriado por agua es muy alta, lo que equivale a 100-300 veces el coeficiente de transferencia de calor del enfriamiento natural por aire. Reemplazar el disipador térmico de refrigeración por aire con un radiador refrigerado por agua puede mejorar en gran medida la capacidad de los dispositivos.
Al igual que otros dispositivos de potencia, un sistema de enfriamiento eficiente, estable, conveniente y compacto es de gran importancia para el diseño de dispositivos IGBT para garantizar su funcionamiento seguro y estable. Especialmente con el aumento de la densidad de potencia del módulo IGBT, el entorno de aplicación hostil y la mejora de los requisitos de confiabilidad y vida útil, para el módulo IGBT, su diseño térmico y tecnología de gestión térmica es el vínculo más importante en el diseño y la aplicación de nuevos productos.
