So verbessern Sie die thermische Leistung von IGBT-Modulen
Wenn die Leistung des IGBT-Moduls konstant ist und der Wärmewiderstand zwischen IGBT-Gehäusen konstant ist, hängt der Wärmewiderstand zwischen IGBT-Gehäuse und Hetasink vom Material und dem Kontaktgrad des Hetasinks ab. Der Wärmewiderstand ist hier jedoch gering, sodass sich das Material ändert und der Kontaktgrad des Heizkörpers hat nur geringe Auswirkungen auf den gesamten Wärmeableitungsprozess.
Der Kühlprozess des IGBT-Moduls ist wie folgt: der Leistungsverlust des IGBT an der Verbindung; Die Temperatur an der Verbindungsstelle wird auf das Gehäuse des IGBT-Moduls übertragen; Wärmeleitungskühlkörper am IGBT-Modul; Die Wärme vom Kühlkörper wird an die Luft übertragen.
Es gibt zwei Hauptfaktoren, die die Wärmeableitung beeinflussen: der Gesamtverlust und der Wärmewiderstand des Kühlkörpers. Aufgrund der Beschränkungen der Ausgangsleistung und der tatsächlichen Arbeitsbedingungen kann der Gesamtleistungsverlust des IGBT jedoch nicht geändert werden. Daher muss berücksichtigt werden, wie der Wärmewiderstand vom Kühler zu Luft oder anderen Medien geändert werden kann.
Der Temperaturanstieg, der durch die Verlustleistung des Leistungsgeräts entsteht, muss durch den thermischen Kühlkörper reduziert werden. Durch den Kühlkörper kann die Wärmeleitungs- und Strahlungsfläche des Leistungsgeräts vergrößert, der Wärmefluss erweitert und der Wärmeleitungsübergangsprozess gepuffert werden, und die Wärme kann direkt oder über das Wärmeleitungsmedium an die Kühlung übertragen werden Medium wie Luft, Flüssigkeit oder Flüssigkeitsgemisch.
Natürliche Luftkühlung:
Unter natürlicher Luftkühlung versteht man die Realisierung lokaler Heizgeräte zur Wärmeableitung an die Umgebung ohne Einsatz externer Hilfsenergie, um den Zweck der Temperaturregelung zu erreichen. Dazu gehören in der Regel Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung. Es eignet sich für Geräte und Komponenten mit geringem Stromverbrauch und geringen Anforderungen an die Temperaturkontrolle und einen geringen Wärmefluss der Geräteheizung sowie für versiegelte oder dicht montierte Geräte, die nicht geeignet sind oder keine anderen Kühltechnologien benötigen.
Zwangsluftkühlung:
Die Luftkühlung mit erzwungener Konvektion zeichnet sich durch eine hohe Wärmeableitungseffizienz aus und ihr Wärmeübertragungskoeffizient beträgt das 2-5-fache des Werts der Selbstkühlung. Die Luftkühlung mit erzwungener Konvektion ist in zwei Teile unterteilt: Lamellenkühlkörper und Lüfter. Die Funktion des Lamellenkühlers in direktem Kontakt mit der Wärmequelle besteht darin, die von der Wärmequelle abgegebene Wärme abzuleiten, und der Lüfter wird verwendet, um eine konvektive Kühlung zum Kühlkörper zu erzwingen, um so eine Luftkühlung zu erzwingen, was hauptsächlich damit zusammenhängt das Material, die Struktur und die Lamellen des Kühlers. Je größer die Windgeschwindigkeit, desto geringer ist der Wärmewiderstand des Heizkörpers, desto größer ist jedoch der Strömungswiderstand. Daher sollte die Windgeschwindigkeit entsprechend erhöht werden, um den Wärmewiderstand zu verringern. Nachdem die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Wert überschreitet, ist der Einfluss einer Erhöhung der Windgeschwindigkeit auf den Wärmewiderstand sehr gering.
Heatpipe-Kühlkörperkühlung:
Das Wärmerohr ist ein Wärmeübertragungselement mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Mit dem einzigartigen Wärmeübertragungsmodus wird ein außergewöhnlicher Wärmeübertragungseffekt erzielt. Das Gebrauchsmuster bietet die Vorteile einer starken Wärmeübertragungsfähigkeit, einer hervorragenden Temperaturausgleichsfähigkeit, einer variablen Wärmedichte, keiner zusätzlichen Ausrüstung, eines zuverlässigen Betriebs, einer einfachen Struktur, eines geringen Gewichts, keiner Wartung, eines geringen Geräuschpegels und einer langen Lebensdauer, aber der Preis ist hoch.
Flüssigkeitskühlung:
Im Vergleich zur Luftkühlung verbessert die Flüssigkeitskühlung die Wärmeleitfähigkeit deutlich. Flüssigkeitskühlung ist eine gute Wahl für leistungselektronische Geräte mit hoher Leistungsdichte. Das Flüssigkeitskühlsystem nutzt die Umwälzpumpe, um sicherzustellen, dass das Kühlmittel zwischen der Wärmequelle und der Kältequelle zirkuliert, um Wärme auszutauschen. Die Wärmeableitungseffizienz wassergekühlter Kühler ist sehr hoch und entspricht dem 100-300-fachen von der Wärmeübergangskoeffizient der natürlichen Luftkühlung. Der Austausch eines luftgekühlten Kühlers durch einen wassergekühlten Kühler kann die Kapazität von Geräten erheblich verbessern.
