Како побољшати термичке перформансе ИГБТ модула

Ако је снага ИГБТ модула константна и топлотни отпор између ИГБТ шкољки је константан, топлотни отпор између ИГБТ шкољке и хетасинк је повезан са материјалом и степеном контакта хетасинк, али је топлотни отпор овде мали, тако да је промена материјала а степен контакта радијатора има мали утицај на цео процес одвођења топлоте.

Процес хлађења ИГБТ модула је следећи: губитак снаге ИГБТ на споју; Температура на споју се преноси на шкољку ИГБТ модула; Расхладни елемент за проводљивост топлоте на ИГБТ модулу; Топлота из хладњака се преноси на ваздух.

Постоје два главна фактора који утичу на расипање топлоте, један је укупан губитак, други је топлотна отпорност хладњака. Међутим, због ограничења излазне снаге и стварних услова рада, укупан губитак снаге ИГБТ-а се не може променити, тако да оно што треба размотрити је како променити топлотни отпор са радијатора на ваздух или други медиј.

Повећање температуре изазвано расипањем снаге уређаја за напајање треба да се смањи помоћу термалног хладњака. Преко хладњака, површина проводљивости топлоте и зрачења уређаја за напајање може се повећати, проток топлоте се може проширити и процес транзиције топлотне проводљивости може бити баферован, а топлота се може пренети директно или кроз медијум за проводљивост топлоте на хлађење медијум, као што је ваздух, течност или течна смеша.

Природно ваздушно хлађење:

Природно ваздушно хлађење се односи на реализацију локалних уређаја за грејање који одводе топлоту у околину без коришћења било какве спољне помоћне енергије, како би се постигла сврха контроле температуре. Обично укључује провођење топлоте, конвекцију и зрачење. Погодан је за уређаје мале снаге и компоненте са ниским захтевима за контролу температуре и ниским топлотним флуксом уређаја за грејање, као и за запечаћене или густо састављене уређаје који нису погодни или им нису потребне друге технологије хлађења.

Принудно ваздушно хлађење:

Ваздушно хлађење са принудном конвекцијом карактерише висока ефикасност дисипације топлоте, а његов коефицијент преноса топлоте је 2-5 пута већи од самохлађења. Принудно конвективно хлађење ваздуха је подељено на два дела: хладњак и вентилатор. Функција ребрастог радијатора у директном контакту са извором топлоте је да одведе топлоту коју емитује извор топлоте, а вентилатор се користи за принудно хлађење хладњака, тако да принудно хлађење ваздуха, што се углавном односи на материјал, структура и ребра радијатора. Што је већа брзина ветра, то је мањи топлотни отпор радијатора, али је већи отпор протока. Због тога брзину ветра треба повећати на одговарајући начин како би се смањио топлотни отпор. Након што брзина ветра пређе одређену вредност, утицај повећања брзине ветра на топлотни отпор је веома мали.

Хлађење хладњака са топлотном цеви:

Топлотна цев је елемент за пренос топлоте са високом топлотном проводљивошћу. Остварује изванредан ефекат преноса топлоте са јединственим режимом преноса топлоте. Корисни модел има предности снажне способности преноса топлоте, одличне способности изједначавања температуре, променљиве густине топлоте, без додатне опреме, поузданог рада, једноставне структуре, мале тежине, без одржавања, ниске буке и дугог века трајања, али је цена скупа.

Течно хлађење:

У поређењу са ваздушним хлађењем, течно хлађење значајно побољшава топлотну проводљивост. Течно хлађење је добар избор за енергетске електронске уређаје са великом густином снаге. Систем за течно хлађење користи циркулациону пумпу како би осигурао да расхладна течност циркулише између извора топлоте и извора хладноће ради размене топлоте. Ефикасност одвођења топлоте водено хлађеног радијатора је веома висока, што је једнако 100-300 пута коефицијент пролаза топлоте природног хлађења ваздуха. Замена радијатора са ваздушним хлађењем радијатором са воденим хлађењем може значајно побољшати капацитет уређаја.