Come migliorare le prestazioni termiche del modulo IGBT
Se la potenza del modulo IGBT è costante e la resistenza termica tra i gusci IGBT è costante, la resistenza termica tra il guscio IGBT e l'hetasink è correlata al materiale e al grado di contatto dell'hetasink, ma la resistenza termica qui è piccola, quindi il cambio di materiale e il grado di contatto del radiatore ha un impatto minimo sull'intero processo di dissipazione del calore.
Il processo di raffreddamento del modulo IGBT è il seguente: la perdita di potenza dell'IGBT sulla giunzione; La temperatura sulla giunzione viene trasmessa al guscio del modulo IGBT; Dissipatore a conduzione termica su modulo IGBT; Il calore del dissipatore di calore viene trasferito all'aria.
Ci sono due fattori principali che influenzano la dissipazione del calore, uno è la perdita totale, l'altro è la resistenza termica del dissipatore di calore. Tuttavia, a causa delle limitazioni della potenza in uscita e delle effettive condizioni di lavoro, la perdita di potenza totale dell'IGBT non può essere modificata, quindi ciò che deve essere considerato è come modificare la resistenza termica dal radiatore all'aria o ad altri mezzi.
L'aumento di temperatura generato dalla potenza dissipata del dispositivo di potenza deve essere ridotto dal dissipatore termico. Attraverso il dissipatore di calore, è possibile aumentare la conduzione del calore e l'area di radiazione del dispositivo di potenza, espandere il flusso di calore e tamponare il processo di transizione della conduzione del calore e trasmettere il calore direttamente o attraverso il mezzo di conduzione del calore al raffreddamento mezzo, come aria, liquido o miscela liquida.
Raffreddamento ad aria naturale:
Il raffreddamento naturale dell'aria si riferisce alla realizzazione di dispositivi di riscaldamento locale per dissipare il calore nell'ambiente circostante senza utilizzare alcuna energia ausiliaria esterna, in modo da raggiungere lo scopo del controllo della temperatura. Di solito comprende conduzione, convezione e irraggiamento del calore. È adatto per dispositivi e componenti a bassa potenza con bassi requisiti di controllo della temperatura e basso flusso di calore per il riscaldamento del dispositivo, nonché dispositivi sigillati o densamente assemblati che non sono adatti o non necessitano di altre tecnologie di raffreddamento.
Raffreddamento ad aria forzata:
Il raffreddamento ad aria a convezione forzata è caratterizzato da un'elevata efficienza di dissipazione del calore e il suo coefficiente di trasferimento del calore è 2-5 volte quello dell'autoraffreddamento. Il raffreddamento ad aria a convezione forzata è diviso in due parti: dissipatore di calore ad alette e ventola. La funzione del radiatore ad alette a diretto contatto con la fonte di calore è quella di far uscire il calore emesso dalla fonte di calore e la ventola viene utilizzata per forzare il raffreddamento convettivo al dissipatore di calore, in modo da forzare il raffreddamento dell'aria, che è principalmente correlato a il materiale, la struttura e le alette del radiatore. Maggiore è la velocità del vento, minore è la resistenza termica del radiatore, ma maggiore è la resistenza al flusso. Pertanto, la velocità del vento dovrebbe essere opportunamente aumentata per ridurre la resistenza termica. Dopo che la velocità del vento supera un certo valore, l'impatto dell'aumento della velocità del vento sulla resistenza termica è molto ridotto.
Raffreddamento del dissipatore di calore Heatpipe:
Il tubo termico è un elemento di trasferimento del calore con elevata conduttività termica. Realizza uno straordinario effetto di trasferimento del calore con una modalità di trasferimento del calore unica. Il modello di utilità presenta i vantaggi di una forte capacità di trasferimento del calore, un'eccellente capacità di equalizzazione della temperatura, densità di calore variabile, nessuna attrezzatura aggiuntiva, funzionamento affidabile, struttura semplice, peso leggero, nessuna manutenzione, bassa rumorosità e lunga durata, ma il prezzo è costoso.
Raffreddamento a liquido:
Rispetto al raffreddamento ad aria, il raffreddamento a liquido migliora significativamente la conduttività termica. Il raffreddamento a liquido è una buona scelta per i dispositivi elettronici di potenza con elevata densità di potenza. Il sistema di raffreddamento a liquido utilizza la pompa di circolazione per garantire che il liquido di raffreddamento circoli tra la fonte di calore e la fonte di freddo per scambiare calore. L'efficienza di dissipazione del calore del radiatore raffreddato ad acqua è molto elevata, pari a 100-300 volte di il coefficiente di scambio termico del raffreddamento naturale dell'aria. La sostituzione del radiatore raffreddato ad aria con un radiatore raffreddato ad acqua può migliorare notevolmente la capacità dei dispositivi.
